玄武巖纖維增強乙烯基樹脂復合材料的制備及性能研究.pdf

1、玄武巖纖維增強樹脂基復合材料具有輕質、高強、抗疲勞、耐腐蝕和耐磨損等優(yōu)點，在海洋工程領域顯示出巨大的應用潛力。復合材料在海洋工程中應用時必須要考慮海洋的環(huán)境因素，尤其是冷熱交變和介質腐蝕對材料性能的影響。本文采用FTIR、DSC和TG研究了乙烯基樹脂的固化行為，從而得到復合材料的固化工藝；利用常溫和冷熱循環(huán)條件下復合材料拉伸強度和沖擊強度的變化，評價了硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性玄武巖纖維對纖維/樹脂界面結合強度的

2、增強效果，和高低溫環(huán)境下玄武巖纖維增強乙烯基樹脂復合材料的力學性能，并利用SEM觀察材料斷口形貌分析了復合材料的損傷機理；利用復合材料在水、鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉和機油中的浸泡實驗，初步評價了復合材料的耐蝕性能。
　　通過對乙烯基樹脂結構和固化行為的研究發(fā)現(xiàn)，乙烯基樹脂具有酯鍵和不飽和雙鍵以及甲基，固化后樹脂中的環(huán)氧基團生成醚鍵。V388（過氧化甲基乙基酮）引發(fā)劑引發(fā)效果最好，其最佳用量為2％。差熱分析得到乙烯基樹脂的理論凝膠溫度

3、Tgel為95.1℃，固化溫度Tcure為118.6℃，固化后處理溫度Ttreat為180.8℃。熱失重(TG)結果顯示，乙烯基樹脂具有較強耐高溫性能，其開始分解溫度為350.8℃、最大分解溫度為436.5℃，最終分解溫度為548.3℃。
　　通過拉伸實驗可知，玄武巖纖維表面氈的比例為20％時，復合材料的拉伸強度最大為62.9 MPa，KH550偶聯(lián)劑改性后強度達到83.2 MPa，提高30％；玄武巖纖維針刺氈含量為27％時，復合

4、材料的拉伸強度最大為85.9 MPa，改性后為99.5 MPa，提高了16％；玄武巖單向布增強復合材料的拉伸性能得到大幅提高，未改性的最大強度為513.3MPa，改性后的最大為627.0 MPa。沖擊實驗結果顯示，表面氈、針刺氈和單向布復合材料的沖擊強度分別為142.7KJ/m2、153.2 KJ/m2、324.8 KJ/m2，而KH550偶聯(lián)劑改性后分別提高了5%、14%、8%，達到150.3KJ/m2、175.2KJ/m2、351.