香草醛基苯并噁唑与硅烷表面改性玄武岩纤维全绿色复合材料的力学和热性能

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遵循绿色化学原则，以可再生生态友好资源香草醛为酚类前驱体，通过微波合成制备了生物基苯并噁唑树脂（Va-BZ）。随后，用不同含量的硅烷表面改性短切玄武岩纤维（BFs）增强Va-BZ，开发了高性能绿色复合材料。通过1H NMR和FTIR光谱确认了Va-BZ单体的化学结构，FTIR和TGA分析验证了硅烷偶联剂在玄武岩纤维表面的接枝效果，DSC分析确认了Va-BZ单体的自催化开环聚合过程。通过弯曲和拉伸试验研究了复合材料的力学性能。结果表明，20 wt.% 玄武岩纤维含量时性能最优，弯曲强度和拉伸强度分别达到447 MPa和460 MPa。SEM观察了拉伸断裂面形貌，阐明了增韧机制。TGA分析表明，玄武岩纤维的引入显著提高了苯并噁唑基体的热稳定性。此外，研究了复合材料的γ射线屏蔽效能，证实了玄武岩纤维的显著作用——1 cm厚的纯Va-BZ聚合物γ射线屏蔽率仅为6%，而含20 wt.% 处理玄武岩纤维的复合材料屏蔽率提升至18.4%。本研究证实了绿色制造方法也能开发出满足高端应用需求的高性能复合材料。

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