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纤维与增强英文2023被引 38

金属有机框架基自润滑油容器改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料界面结构促进其力学和摩擦学性能

Interfacial tailoring of basalt fiber/epoxy composites by metal–organic framework based oil containers for promoting its mechanical and tribological properties

Menghan Li, Bingli Pan, Hongyu Liu, Li Zhu, Xiaobing Fan, Enxi Yue, Ming Li, Yibo Qin · Henan University of Science and Technology
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期刊 / 来源Polymer Composites
卷/期/页44 / 8 / 4757-4770
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关键词:玄武岩纤维增强复合材料金属有机框架界面改性自润滑摩擦学性能力学性能固体石蜡

摘要整理

玄武岩毡(BF)的化学惯性导致其与聚合物基体间界面结合力较弱,严重阻碍了BF增强复合材料的应用。本研究采用一步水热法在玄武岩毡表面修饰镍基金属有机框架(Ni-MOF)纳米片,以改善BF与环氧树脂(EP)基体间的界面结合,并嵌入固体石蜡。通过单纤维拉伸试验测定BF与EP间的界面剪切强度(IFSS),结果表明MOF改性后IFSS提高了15.19%。玄武岩纤维表面从亲水性转变为疏水性,显著改善了EP与BF的相容性。与纯EP相比,复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别提高了37.55%和203.39%。同时,复合材料的摩擦系数和比磨损率分别降低了58.82%和56.50%。固体石蜡被Ni-MOF纳米片包裹,在摩擦过程中赋予复合材料自润滑特性。该研究通过MOF纳米片修饰和石蜡嵌入实现了玄武岩纤维表面的功能化改性,为增强体与基体间界面相容性提供了通用策略,将有助于提升环氧树脂复合材料的综合性能。

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