碳纳米管对玄武岩纤维纳米杂化复合材料性能的影响研究：动态力学分析

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本文研究了多壁碳纳米管（CNTs）掺杂玄武岩纤维增强聚合物复合材料的结构-性能关系。采用手糊成型和压缩模塑工艺，将玄武岩织物与0.2~0.8 wt% CNTs复合制备层板。通过拉伸、弯曲、冲击、扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和动态力学分析（DMA）等测试表征了复合材料的力学性能、形貌和热力学性能。结果表明：随着CNT含量增加，玄武岩纤维表面逐步被装饰并最终被掩盖，SEM观察证实了这一现象；FTIR谱图显示从玄武岩主导向CNT主导的转变。拉伸强度在0.4% CNTs时达到最大值后下降，弯曲强度初期下降至0.4%后持续增强，而冲击能量因乳化效应随CNT增加而逐渐降低。最优CNT掺杂量为0.4~0.6 wt%，此时通过均匀分散和界面粘结实现了力学性能的最大化。DMA结果表明CNT含量超过0.6 wt%时，刚度增加但阻尼和降解抗性下降。总体而言，在可控聚集和工艺条件下，CNTs在最优组成范围内能够显著增强玄武岩纤维复合材料的性能。

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