通过表面粗糙化和氢键相互作用增强玄武岩纤维/尼龙6复合材料的力学性能

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受贻贝强粘附性的启发，采用聚多巴胺对玄武岩纤维（BF）进行表面改性，随后与尼龙6（PA6）复合。研究了聚多巴胺含量对复合材料界面相互作用和力学性能的影响，并在聚多巴胺改性玄武岩纤维表面生长二氧化硅纳米粒子以探究协同效应。结果表明，随着多巴胺覆盖浓度的增加，基于聚多巴胺改性玄武岩纤维的复合材料力学性能逐步增强，达到峰值后逐步下降。0.5 g/L多巴胺溶液改性的玄武岩纤维对尼龙6的增强效果最佳，拉伸强度达到133.1 MPa，比未改性复合材料提高28.5%。同时采用多巴胺和二氧化硅纳米粒子改性的复合材料拉伸强度达到157 MPa，比未改性复合材料提高51.7%。扫描电子显微镜对断裂截面的观察确认了玄武岩纤维与PA6之间存在强界面相互作用。改性机制包括：纳米SiO₂增加了玄武岩纤维的表面粗糙度；聚多巴胺与PA6之间形成氢键；纳米SiO₂与PA6之间形成物理互锁。强界面相互作用还提高了复合材料的热稳定性。

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