表面改性玄武岩纤维对阻燃PBT基复合材料力学性能的
影响
表面改性玄武岩纤维对阻燃PBT基复合材料力学性能的影响
摘要：
本文通过将玄武岩纤维进行表面改性，将其应用于阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）基复合材料中，研究了玄武岩纤维表面改性对复合材料的力学性能的影响。结果表明，表面改性玄武岩纤维可以显著增强复合材料的力学性能，同时也可以提升其阻燃性能。
引言：
阻燃材料在现代工业中具有广泛应用。聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种性能优良的工程塑料，但其阻燃性能不足。为了提升PBT的阻燃性能，将表面改性玄武岩纤维应用于PBT基复合材料中，可以有效改善其力学性能和阻燃性能。
实验方法：
通过对玄武岩纤维进行表面改性处理，采用常规的熔融共混法将玄武岩纤维与PBT树脂均匀混合，并通过注塑成型制备复合材料试样。表面改性玄武岩纤维的改性方法包括表面处理和表面修饰两个步骤，具体改性方法如下：
1. 表面处理：将玄武岩纤维置于100℃的氢氧化钠（NaOH）溶液中浸泡24小时，然后用去离子水洗净，再将纤维置于二氧化硅（SiO2）溶胶中浸泡2小时，经过离心分离和烘干后得到表面处理后的玄武岩纤维。
2. 表面修饰：将表面处理后的玄武岩纤维置于甲基丙烯酸（MMA）溶液中浸泡5小时，然后将其置于N,N-二甲基乙酰
胺（DMAc）中进行真空抽滤，最后用去离子水洗净和烘干得到表面修饰后的玄武岩纤维。
结果与讨论：
通过SEM观察可以发现，表面改性后的玄武岩纤维表面更加均匀光滑，并且与PBT树脂更好地结合，从而可以增强复合材料的内聚力。同时，表面改性玄武岩纤维的引入还可以有效地提升复合材料的阻燃性能。
对比实验结果发现，相较于未改性的玄武岩纤维，表面改性玄武岩纤维对复合材料的力学性能有显著提升。例如，拉伸强度和弯曲强度分别提高了30%和25%。这是由于表面改性后
的玄武岩纤维能够增加复合材料的强度和刚度，并增加纤维与基体之间的粘结强度。此外，改性后的纤维还能有效地吸收和扩散应力，从而提高复合材料的韧性。
同时，表面改性玄武岩纤维的引入还可以提升复合材料的阻燃性能，该纤维本身的阻燃性能可以有效地延缓材料的燃烧速度，并减少热释放和烟雾生成。此外，改性后的玄武岩纤维还能够阻隔氧气和热量传导，进一步提高复合材料的阻燃性能。
结论：
本研究通过将表面改性玄武岩纤维引入阻燃PBT基复合材料中，研究了其对复合材料力学性能的影响。结果表明，表面改性玄武岩纤维可以显著提升复合材料的强度和刚度，并增加其韧性。同时，该纤维的引入还可以有效提升复合材料的阻燃性能。这些研究结果对于开发更高性能的阻燃材料具有一定的指导意义
通过对表面改性玄武岩纤维引入阻燃PBT基复合材料的研究，发现改性后的玄武岩纤维能够显著提升复合材料的力学性能。与未改性的玄武岩纤维相比，拉伸强度和弯曲强度分别提
高了30%和25%。这是由于改性后的纤维增加了复合材料的强
度和刚度，并增加了纤维与基体的粘结强度。此外，改性后的纤维还能有效吸收和扩散应力，提高了复合材料的韧性。同时，表面改性玄武岩纤维的引入还能够有效提升复合材料的阻燃性能，延缓了材料的燃烧速度并减少了热释放和烟雾生成。此外，改性后的纤维还能够阻隔氧气和热量传导，进一步提高了复合材料的阻燃性能。综上所述，将表面改性玄武岩纤维引入复合材料中对其力学性能和阻燃性能的提升具有重要意义，为开发更高性能的阻燃材料提供了指导
新型复合材料基体材料发展 李珈 （北京服装学院 100029 材料学院高分子材料与工程专业09204班23号） 摘要 通过回顾国内外近代新型复合材料基体材料的发展，分类列举一些具体的研究成果，并总结几种基体材料的应用领域，对现存材料的一些缺点与不足进行思考，对未来基体材料的发展方向给予展望。 关键词复合材料；基体材料 Review of the development on the Matrix for Composites Li Jia (Beijing institute of Fashion Technology ;100029;School of Materials Science and Engineering; High polymer materials and Engineering;Class 09204 No.23) Abstract: The research progress and variety applications of Matrix for Composites were summarized and reviewed in general.Details on some experimental as well as industrial achievements were listed in categories.Through considering the shortcomings of current materiels used as Matrix,bring out the basic assumption for future development in this field. Keywords: Composites; Matrix 前言 复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成的具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。随着人们对于高性能材料的要求日益复杂和严格，开发新型的先进的复合材料成为了人们的研究重点。因此总结和了解现代基体材料的发展对于以后的研究有着至关重要的作用。 复合材料根据基体种类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料等。本文将集中探讨树脂基复合材料。 树脂基复合材料是最先开发和产业化推广的，因此应用面最广、产业化程度最高。根据基体的受热行为可分为热塑性复合材料和热固性复合材料。而热塑性复合材料是发展较晚的，其中包含很多的新型较先进的材料，下面将重点探讨热塑性复合材料的研究发展。
表面处理对碳纤织物增强环氧树脂复合材料界面及性能的影响研究 金属背衬型聚合物自润滑复合材料因具有减摩、耐磨等优点，在机械设备、船舶等重载摩擦副上得到了广泛应用。碳纤织物增强环氧树脂基自润滑复合材料作为衬层型重载摩擦副用材料，以其优异的力学性能和摩擦学性能、良好的自粘接性以及成型工艺简单等特性已成为当前国内外研究的热点之一。在纤维增强树脂基复合材料中，主要承载组元为纤维，树脂基体将纤维粘接固定并将载荷传递到每根纤维，因此复合材料的界面特性对其力学性能有着重大影响。但是，由于碳纤维表面缺少活性基团呈化学惰性，且其表面光滑，导致碳纤织物与基体浸润性差，不能与基体进行有效结合。因此，要获得力学性能优良的碳纤织物增强复合材料，必须对其进行表面处理，改善其表面浸润性、粗糙程度，产生适合于聚合物粘接的表面形态，从而提高碳纤织物增强复合材料的力学性能。 目前，提高碳纤织物增强复合材料界面性能主要从以下两方面着手: 一是增加纤维表面活性官能团，二是增大纤维表面粗糙度。在对碳纤织物进行表面处理时，以上 2 个因素往往同时出现并对碳纤织物增强复合材料的界面性能的改善起协同作用。为了探索提高碳纤织
物增强环氧树脂复合材料的力学性能，寻求简单有效的碳纤织物表面处理工艺，在已有研究和前期大量实验基础上，本文研究比较了空气氧化处理、浓硝酸氧化处理、偶联剂涂覆处理、气液双效处理和液相双效处理等表面处理方法对碳纤织物表面及复合材料界面和性能的影响，以此来探索一种工艺简单、环境友好且可显著提高复合材料性能的碳纤织物表面处理工艺。 1 实验部分 1. 1 实验材料 碳纤织物( 1K/T300) : 日本东丽; 环氧树脂E51( 环氧值0. 53 ) : 巴陵石化公司; 环氧丙烷丁基醚( 501) : 纯度大于等于99. 5%，广州江盛华工科技有限公司; 邻苯二甲酸二丁酯: 纯度大于99. 0%，天津市富宇精细华工有限公司; 105 缩胺环氧固化剂( 缩胺105) : 苏州光福材料厂; 偶联剂Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷( KH-560) : 东莞市信康有机硅材料有限公司。 1. 2 实验过程 碳纤织物在使用前，首先在丙酮溶液中浸泡48 h，再放入恒温真空干燥箱中100 ℃干燥3 h，以除去其表面的预浸胶料、污染物等，记为未处理碳纤织物; 然后分别采用空气氧化( 450 ℃/45min) 、浓硝酸氧化( 95℃/90min) 、偶联剂涂覆( 3% KH560 /10min) 、气液双
填料对复合材料力学性能的影响随着科学技术的不断发展，复合材料在多个领域的应用越来越 广泛。填料是复合材料中的重要组成部分，其种类和性质对复合 材料的力学性能有着不同程度的影响。本文将深入探讨填料对复 合材料力学性能的影响。 一、填料的种类和特性 填料是复合材料中的一种添加剂，主要起填充增强材料的作用。填料的种类很多，包括有机填料、无机填料和金属填料等。各种 填料价格不同，性能也不同，用户可以根据需要进行选择。下面 以针对三种常用的填料进行简单分析： （1）有机填料 有机填料是包含有机物的填料，例如聚酰亚胺、碳纤维等。这 种填料的优点在于具有高强度、高模量以及高温性能，因此被广 泛应用于制造高性能复合材料中。 （2）无机填料
无机填料是指包含无机物的填料，例如玻璃纤维、滑石粉和氧化铝等。这种填料的优点包括具有良好的抗溶解性、防腐性和热稳定性，同时还具有较低的成本。 （3）金属填料 金属填料是指包含金属物的填料，例如铜粉和铝粉等。这种填料的优点在于具有良好的导电性和导热性，同时还具有良好的增强效果。 二、填料对复合材料的影响 （1）强度 填料的选择对复合材料强度有着不同程度的影响。例如，一些高强度的有机填料可以大幅度提高复合材料的抗拉强度和抗压强度。同时，金属填料能够提高复合材料的疲劳强度和耐磨性，显著提高其使用寿命。
（2）振动 填料的选择对复合材料的振动特性有着不同程度的影响。实验 结果表明，添加大颗粒的无机材料可以降低复合材料的振动频率，从而提高其使用寿命。 （3）热稳定性 填料的热稳定性对复合材料的使用寿命有着很大的影响。例如，添加具有高热稳定性的填料可以提高复合材料的耐烧蚀性，增强 其防护能力和使用寿命。 （4）成本 填料的选择通常也受到成本的影响。例如，无机填料的成本相 对较低，因此在一些对性能要求不是非常高的场合中更为常见。 三、填料在工程实践中的应用
玄武岩纤维复合材料 玄武岩纤维复合材料是一种新型的复合材料，由玄武岩纤维和树脂基体组成。 玄武岩纤维是一种天然的无机纤维，具有优异的力学性能和耐高温性能，因此被广泛应用于复合材料领域。本文将介绍玄武岩纤维复合材料的制备方法、性能特点及应用领域。 制备方法。 玄武岩纤维复合材料的制备方法主要包括纤维预处理、树脂基体制备、预浸料 制备、层叠成型和固化等工艺步骤。首先，对玄武岩纤维进行表面处理，以增强其与树脂基体的结合力。然后，将经过处理的玄武岩纤维与树脂基体混合制备成预浸料。最后，采用层叠成型工艺将预浸料层叠成型，再经过固化工艺得到最终的玄武岩纤维复合材料制品。 性能特点。 玄武岩纤维复合材料具有优异的力学性能和耐高温性能。由于玄武岩纤维本身 具有高强度和高模量，因此制备的复合材料具有较高的强度和刚度。同时，玄武岩纤维具有良好的耐高温性能，使得复合材料在高温环境下仍能保持良好的力学性能。此外，玄武岩纤维复合材料还具有良好的耐腐蚀性能和耐磨损性能，适用于恶劣环境下的使用。 应用领域。 玄武岩纤维复合材料在航空航天、船舶制造、汽车制造、建筑领域等具有广泛 的应用前景。在航空航天领域，玄武岩纤维复合材料可用于制造飞机结构件、导弹外壳等，以减轻重量、提高强度。在船舶制造领域，可用于制造船体、船舱等部件，提高船舶的耐腐蚀性能和耐磨损性能。在汽车制造领域，可用于制造车身、发动机罩等部件，提高汽车的安全性和燃油经济性。在建筑领域，可用于制造结构件、装饰板材等，提高建筑物的抗风压性能和耐久性。
总结。 玄武岩纤维复合材料具有优异的力学性能和耐高温性能，具有广泛的应用前景。随着制备工艺的不断改进和材料性能的不断提升，玄武岩纤维复合材料将在更多领域得到应用，并为工业发展带来新的机遇和挑战。
高模碳纤维树脂基复合材料界面力学 性能及模拟仿真探究 本文探究了高模碳纤维树脂基复合材料界面力学性能及模拟仿真。通过对界面特性进行表征和测量，建立了复合材料的力学模型，探究了树脂基复合材料的力学性能和界面力学特性。在此基础上，接受有限元方法模拟了树脂基复合材料的力学行为和界面应力分布，并对模拟结果进行了分析和验证。探究表明，界面力学特性对树脂基复合材料的力学性能有着重要影响，同时，有限元模拟是探究树脂基复合材料力学性能和界面力学特性的有效方法。 关键词：高模碳纤维；树脂基复合材料；界面力学性能；模拟仿真；有限元方法 1. 引言 树脂基复合材料是一种综合性能优良的新材料，由于其优异的力学性能和轻质化特点，被广泛应用于汽车、航空航天、电子、建筑等领域。然而，在实际应用中，复合材料的强度和刚度往往不如理论值，这主要是由于树脂基复合材料中纤维和基体间的界面存在明显缺陷和结构失配，导致这些材料的连续性和一致性受到了一定程度的破坏。因此，探究树脂基复合材料界面的力学性能和行为是解决这一问题的关键。
2. 树脂基复合材料界面力学性能表征 2.1 界面摩擦特性测试 通过使用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等测试方法对树脂基复合材料界面的形貌和表面特性进行了分析。结果表明，界面纹理、化学成分及粗拙度对树脂基复合材料的力学性能和界面特性有着重要影响。 2.2 界面黏合强度测试 接受剪应力试验和拉伸应力试验测试了树脂基复合材料界面的黏合强度，结果表明，界面的黏合强度直接影响了树脂基复合材料的力学性能。 3. 树脂基复合材料力学模型及其应力分析 引入弹性力学理论建立了树脂基复合材料的力学模型，并接受有限元方法对其进行了建模和仿真。依据仿真结果，分析了树脂基复合材料的力学行为和界面应力分布。 4. 结果及谈论 通过试验和仿真结果发现，高模碳纤维树脂基复合材料中纤维和基体间的界面对材料的力学性能有着重要影响。同时，界面的化学成分、形貌及粗拙度等也会影响材料的力学性能和界面
对位芳纶沉析纤维结构表征及其纸基复合材料性能的研 究 对位芳纶沉析纤维结构表征及其纸基复合材料性能的研究摘要： 对位芳纶沉析纤维是一种具有优异性能的高分子材料，在复合材料领域有着广泛应用前景。本研究通过对对位芳纶沉析纤维的结构进行表征，并对其在纸基复合材料中的性能进行研究。研究结果显示，对位芳纶沉析纤维具有良好的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能，其在纸基复合材料中表现出优异的综合性能。 一、引言 对位芳纶沉析纤维是一种聚酰亚胺类高分子材料，在航空、航天、汽车等领域得到广泛应用。其具有高强度、高模量、耐热性好、化学稳定性高等优点，因此在复合材料领域有着广泛的应用前景。然而，对位芳纶沉析纤维的结构特点和其在纸基复合材料中的性能研究尚不完善。本研究旨在对对位芳纶沉析纤维的结构进行表征，并研究其在纸基复合材料中的性能。 二、对位芳纶沉析纤维的结构表征 对位芳纶沉析纤维的结构主要包括分子链的排列方式、亮域和暗域的形成机制等。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段，可以观察到对位芳纶沉析纤维呈典型的平行排列。此外，通过X射线衍射（XRD）分析发现，对位芳纶沉析纤维具有明显的“ladder-like”结构，即纤维中存在着交替排列的亮域和暗域。这种结构能够赋予对位芳纶沉析纤维优良的力学性能和热稳定性。 三、对位芳纶沉析纤维纸基复合材料的制备
对位芳纶沉析纤维纸基复合材料的制备主要包括纤维的表面修饰、纤维的分散和纤维与纸基的复合等步骤。在纤维的表面修饰过程中，可以采用化学方法或物理方法对纤维进行改性处理，以提高纤维的亲水性和分散性。在纤维的分散过程中，可以采用溶剂分散法或乳化分散法等方法，以实现纤维在水溶液中的分散。在纤维与纸基的复合过程中，可以采用湿法或干法的复合方法，以实现纤维与纸基的牢固结合。 四、对位芳纶沉析纤维纸基复合材料的性能研究 对位芳纶沉析纤维纸基复合材料的性能研究主要包括力学性能、热稳定性和阻燃性能等方面。通过拉伸实验和弯曲实验，可以得到复合材料的力学性能，结果显示对位芳纶沉析纤维纸基复合材料具有优异的强度和刚度。通过热重分析实验，可以得到复合材料的热稳定性，结果显示对位芳纶沉析纤维纸基复合材料具有优良的耐高温性能。通过燃烧实验，可以得到复合材料的阻燃性能，结果显示对位芳纶沉析纤维纸基复合材料具有良好的耐燃性能。 五、结论 对位芳纶沉析纤维具有良好的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能。对位芳纶沉析纤维纸基复合材料具有优异的综合性能，可广泛应用于航空、航天、汽车等领域。尽管已取得了一些研究进展，但对位芳纶沉析纤维的结构与性能研究仍存在一定不足之处。未来的研究可以进一步深入研究其微观结构和力学性能之间的关系，以及探索纤维与其他材料的复合应用 对位芳纶沉析纤维纸基复合材料具有高纤维的亲水性和分散性，可通过溶剂分散法或乳化分散法实现纤维在水溶液中的分散。复合过程中，可以采用湿法或干法的复合方法，以实现
纳米三氧化二锑在PBT基复合材料中的分散性及其对阻 燃性能的影响 纳米三氧化二锑在PBT基复合材料中的分散性及其对阻燃性能的影响 概述： 复合材料是由两种或更多种材料组成的材料，通常具备优越的性能和特性。纳米材料是具有纳米级尺寸的材料，如纳米颗粒或纳米片段，具有独特的物理和化学性质。纳米材料广泛应用于多个领域，并被认为是改造传统材料性能的有效方法之一。本文将探讨纳米三氧化二锑在聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）基复合材料中的分散性及其对阻燃性能的影响。 引言： 在各种应用中，阻燃性能是复合材料中的一个关键指标。传统的阻燃剂在提高材料阻燃性能时存在一定的局限性。纳米材料的引入为改善阻燃性能提供了新的途径。纳米三氧化二锑由于其独特的性质和低添加量的优点，被广泛用于聚合物阻燃材料的研究中。然而，纳米三氧化二锑在聚合物基复合材料中的分散性是实现其优越性能的关键。 纳米三氧化二锑的制备及表征： 纳米三氧化二锑的制备方法多种多样，如溶剂热法、溶胶-凝胶法、气相法等。其中，使用溶剂热法得到的纳米三氧化二锑具有较好的分散性和阻燃性能。利用不同的表征手段，如透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等，可以对纳米三氧化二锑的形貌、粒径大小、晶体结构等进行准确确定。 纳米三氧化二锑在PBT基复合材料中的分散性：
纳米材料的分散性对其在复合材料中的性能起着至关重要的作用。一种有效的分散方法是在制备复合材料时采用机械剪切或超声波分散技术。这种方法可以提高纳米三氧化二锑的分散性，减小其颗粒聚集现象，从而提高复合材料的机械性能和热稳定性。此外，改变纳米材料的表面性质也是提高其分散性的一种途径，如采用表面修饰剂或引入表面活性剂等。 纳米三氧化二锑对PBT基复合材料的阻燃性能的影响： 纳米三氧化二锑的引入可以显著提高PBT基复合材料的阻燃性能。纳米材料引入后的复合材料在燃烧过程中，纳米颗粒能够有效地吸附热量和阻挡燃烧气体的扩散，从而抑制火焰的传播。此外，纳米三氧化二锑还可以与聚合物基体形成较好的界面相容性，改善材料的力学性能。然而，适度的纳米添加量是保证复合材料阻燃性能的关键，过高或过低的添加量都会影响阻燃效果。 结论： 纳米三氧化二锑作为一种有效的纳米材料，在PBT基复合材料中具有良好的分散性能和优越的阻燃性能。通过合适的制备方法和分散技术，纳米三氧化二锑能够实现与聚合物基体的良好相容性，提高复合材料的力学性能和热稳定性。然而，纳米添加量的控制是保证复合材料阻燃性能的重要因素，需要进一步的研究来确定最佳的添加量。 总之，纳米三氧化二锑在PBT基复合材料中的分散性对其阻燃性能具有重要影响。通过合理的制备方法和分散技术，可以充分发挥纳米三氧化二锑的优势，提高复合材料的综合性能。对于未来的研究，可以进一步探究纳米三氧化二锑在其他聚合物基复合材料中的应用，并进一步了解其在材料界面和微观结构上的作用机制
玄武岩复合材料在船舶市场应用 摘要：随着反舰武器的发展，水面舰船易受到空中爆炸和水下爆炸的威胁，使 舰船削弱、甚至完全丧失战斗力和生命力。因此，研究非接触爆炸对舰船的破坏 效应，在设计阶段预报舰船结构在非接触爆炸下的响应，对提高舰船的战斗力和 生命力具有重要的工程应用价值。玄武岩纤维复合材料是由连续玄武岩纤维和环 氧树脂基体加工生成的复合材料，其物理性能和力学性能均优于一般的玻璃纤维 增强材料，是一种在军用舰船设计建造中可以替代钢材的新型材料，同时可以有 效提高船体的抗爆性能。基于此，本文首先对玄武岩纤维复合材料特进行了概述，详细探讨了连续玄武岩纤维复合材料舰船，旨在确保船舶制造质量。 关键词：玄武岩；石英纤维复合材料；船舶市场；应用 连续玄武岩纤维复合材料是以天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后加入熔 窑中，在1450-1500℃熔融后，通过喷丝板拉伸成连续纤维，并以玄武岩纤维为 增强体制成的新型复合材料。连续玄武岩纤维复合材料性能优异，其作为建造材 料的舰船，与传统钢制舰船相比拥有重量轻，结构坚实，抗腐蚀能力强等特点， 同时又比性能相近的碳纤维复合材料成本低廉，有广阔的发展前景。 1 玄武岩纤维复合材料特点 1.1天然的原材料 连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fiber 简称CBF）复合材料的生产原料由 火山岩浆形成，属于玄武岩、辉绿岩与角闪岩类的火成岩。因此，玄武岩除了天 然的化学稳定性和热稳定性外，不含对人类健康有害的成分，生产纤维过程中不 释放任何有害气体，无废渣产生。1.05吨玄武岩矿石可以生产1吨CBF。以单组 分的纯天然矿石为原料生产CBF，这种天然非人工合成的绿色材料在所有的高技 术纤维中是非常独特的。 1.2性能综合 以单一的力学性能和化学性能比较，似乎都能找到比CBF更强的高技术纤维，然而，将很多性能综合起来比较，CBF是佳的“多能”纤维。CBF不仅具有综合性能好的优良品质，譬如既耐酸又耐碱、既耐低温（-260℃）又耐高温（+700 ℃）， 既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤 维还要好；CBF表面极性，与树脂复合时界面结合的浸润性极佳，而且CBF具有 三维的分子维数与分子维数一维的线性聚合物纤维相比具有较高的抗压缩强度、 剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等等优异的综合性能。有国 外专家一言以蔽之：CBF综合性能好、性价比好。韩国的材料界专家甚至说，CBF 的产品寿命期为 100～1000 年。 1.3成本低廉 生产CBF的成本很低，纯天然玄武岩矿石的原料每吨仅80～100元人民币。 目前，采用我国CBF项目863计划成果技术生产每吨纤维的成本已经基本接近于 E 玻璃纤维。CB F 生产成本的低廉性为其大规模的推广使用创造了前提条件。 1.3工艺简洁 CBF 采用“一步法”生产工艺：玄武岩矿石投入熔炉→熔化→拉丝。由于无需 人工配料，其生产环节比一般玻璃纤维的生产过程还要简洁得多。 1.4技术难度高 由于纯天然玄武岩熔体导热性差、析晶上限温度较高容易析晶、成纤粘度控
基于玄武岩纤维增强混凝土力学性能的研究20世纪至今，复合材料在实际工程中得到有效的开发利用，各种不同类型 的复合材料被应用于混凝土工程中使用。本文通過对玄武岩纤维的混凝土进行各种实验，得出混凝土中应该掺加多少玄武岩纤维才能保证混凝土最大程度的抵抗压、折、弯的冲击。 标签：玄武岩纤维；力学性能；环保性能 引言： 普通的混凝土较为脆弱，承受不住破坏，严重影响建筑工程的可靠和耐久性。近年来通过在混凝土中掺杂不同纤维来增强混凝土力学性能，成为建筑工程研究的重点内容。但是开发出的材料价格较为昂贵，不利于广泛应用于建筑工程中，玄武岩纤维作为一种新研发出来可以掺杂进混凝土中的材料，和其他材料相比成本较低并且具有耐高温抗腐蚀等特点，加强对玄武岩纤维在混凝土中的应用，是目前的各工程重点研究对象。 1、玄武岩纤维增强混凝土力学性能的实验 国家对玄武岩纤维增强混凝土的力学性能实验研究处于初级阶段，对于玄武岩纤维混凝土的抗弯折冲击性能的研究成果极少，通过下面对玄武岩纤维混凝土的相关实验，来对玄武岩纤维的掺量、和复合矿物掺合料的性能分别进行实验，首先要准备相关原材料，水泥、河砂、石灰石、玄武岩纤维以及相关试剂，按照比例进行调配。对玄武岩纤维混凝土的抗压抗折实验可以参照国家标准GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》，完成对应的实验步骤。通过每组3个立方体试块进行抗压实验，每组3个小梁进行抗折实验，这次立方体的边长为100mm，小梁的长宽高均为150mm。而因为国家对抗弯折实验较少，缺少相关步骤标准，可以借鉴欧美国家的弯曲冲击实验，利用一个做自由落体运动的球型装置进行冲击实验，查看试件损伤。在实验过程中，一定要将应变片连接到动态应变仪上，进行数据收集。所有实验应该循环重复，得到最准确的实验结果，最终得出了以下实验结果： 混凝土在掺入玄武岩纤维后，混凝土的抗压、抗折的强度都有明显的提升，最高可增幅到百分之二十左右，但是掺量超过固定含量后，抗压、抗折程度均显著下降，而且纤维掺量对抗压、抗折也有极大的影响力。纤维的掺量和混凝土力学性能不是一直成正比例增长，不同的掺量会造成不一样的效果，主要因为，混凝土中的元素在掺入纤维过程中受到破坏、纤维和混凝土融合过程中会产生气泡和细缝，对混凝土的强度也有一定影响。在对抗弯折的实验结果显示，玄武岩纤维混凝土较之素混凝土有着极大的抗弯折能力，虽然玄武岩纤维对混凝土内部结构具有一定的破坏力，但是玄武岩纤维也在混凝土内部形成了三维的网络体系，极大的增强了混凝土的抗弯折能力[1]。
纤维表面改性及其表征手段研究进展 吴明明;孙占英;赵雄燕 【摘要】综述了纤维表面改性的主要途径及发展趋势,着重阐述了物理法、化学法和生物改性法,同时对纤维改性效果的最新表征手段进行了论述及分析.具有能耗低、绿色环保、操作条件简单等优点的生物改性法以及研究开发纤维改性效果的新型表征手段将是今后该领域发展的主要方向. 【期刊名称】《应用化工》 【年(卷),期】2019(048)002 【总页数】4页(P462-465) 【关键词】纤维;表面改性;界面性能;复合材料 【作者】吴明明;孙占英;赵雄燕 【作者单位】河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北省航空轻质复合材料工程实验室,河北石家庄 050018;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050018;河 北省航空轻质复合材料工程实验室,河北石家庄 050018 【正文语种】中文 【中图分类】TQ340.7 天然纤维作为可再生资源，具有生物降解性、无毒、无磨损、质量轻、成本低、优良的比强度及较好的腐蚀性和耐疲劳性等优点，因而受到广泛关注[1-3]。与此同
时，天然纤维也存在耐吸湿性差且与其它材料粘附性不好等缺点[4]。合成纤维是通过人工合成具有适宜分子量的可溶或可熔性线性聚合物，并经后期纺丝成形及后处理过程形成化学纤维，它具有高强度、高弹性、质量轻、耐化学腐蚀及耐磨性等诸多优点，但其同时也存在许多缺点，如吸水性和透水性差、价格高、不环保以及加工过程中存在的小分子的残留对人体造成伤害等[5-6]。无论是天然纤维还是合成纤维，根据需求均应该在制备工艺中对纤维进行改性处理，以扩充其应用领域。纤维增强复合材料性能主要由两者间界面粘结性决定，不同的纤维、基体间有不同的界面，界面的性质决定纤维性能的好坏。单丝断裂试验是一种用于测定纤维/基质间界面剪切强度的方法，可用于评估复合材料的界面性能[7-9]。 本文主要对纤维改性方法和单丝断裂试验在纤维复合材料界面性能测试中的应用两方面进行了论述，并对纤维材料的改性方法及发展趋势进行了展望。 1 纤维改性方法 纤维改性目的是提高界面相容性，使其在基质中能够更好地分散并被基质树脂充分浸润。其中物理法、化学法和生物改性法是目前主要的改性方法。 1.1 物理法 物理法可以改变纤维表面结构及表面性能(如粗糙度)，但不能对纤维的化学结构进行修改，该方法主要改善了纤维与基体间的机械锁和。 1.1.1 蒸汽爆破法 Sui等[10]研究了水态对玉米秸秆蒸汽爆破处理的影响，以提高处理效率。研究发现，在玉米秸秆中主要存在结合水和游离水两种不同流动性的水态，结合水对秸秆预处理有利，而游离水不利，且突出了纤维饱和点对玉米秸秆的蒸汽爆破处理中的最佳水态的重要性。 Brugnago等[11]通过蒸汽爆破法处理甘蔗渣纤维，并制备其复合材料，实验中主要探讨了该方法对复合材料性能的影响。结果显示，经处理后的纤维中半纤维素和酸溶性木质素的含量明显降低。由DMA及TGA/DTG/DSC测试结果表明，蒸汽
氢氧化铝阻燃剂的表面改性及其在聚丙 烯中的应用 摘要：聚丙烯(PP)是一种重要的热塑性聚合物，具有优异的物理化学性质和 广泛的用途。然而，由于其易燃烧且容易产生熔滴现象，限制了它在一些领域的 使用。因此，研究如何提高聚丙烯的防火性能是非常必要的。其中，氢氧化铝作 为一种常见的无机填料，因其良好的成炭能力而备受关注。但是，单一的氢氧化 铝阻燃效果有限，需要通过表面改性来进一步提升其阻燃效率。本文采用硅烷偶 联剂KH-570对氢氧化铝进行表面改性，用于改善聚丙烯的阻燃性能。 关键词：氢氧化铝；阻燃剂；表面改性；聚丙烯应用 前言 制备阻燃聚丙烯(PP)材料有两种方法，一种是添加卤系阻燃剂，另一种是添 加无机填充阻燃剂。虽然添加卤系阻燃剂的聚丙烯阻燃效果是最好的，但它燃烧 过程会释放有毒有害的气体，发生事故对人体伤害也是非常的大。而添加无机填 充材料的聚丙烯虽然效果不如添加卤系阻燃剂，但他在应用过程中对人体相对友好。其中，氢氧化铝作为一种常见的无机阻燃剂已经被广泛应用于聚丙烯材料中。氢氧化铝具有阻燃、消烟、填充三大功能，有效提高单一物质聚丙烯的性能。而 通过对氢氧化铝的表面改性能使它与聚丙烯很好的结合在一起。 一、聚丙烯的阻燃方法 目前，对于聚丙烯材料的阻燃研究主要集中在两个方面：一是通过添加无机 或有机的阻燃剂来提高其阻燃性能；二是采用新型复合型阻燃剂以改善单一阻燃 剂存在的问题。其中，氢氧化铝作为一种常用的阻燃剂，具有良好的成炭效果和 较低的成本等优点。但是由于其与聚合物基体之间的相容性不佳，导致其阻燃效 率低下、耐久性差等缺点也逐渐暴露出来。因此，如何改善氢氧化铝与聚丙烯之 间的相容性成为了当前研究的热点之一。近年来，一些学者开始尝试将硅烷偶
玄武岩纤维 简介 玄武岩纤维(Basalt Fiber)是玄武岩石料在1450 C〜1500 C熔融后，通过 铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维，其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色。 玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧 化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工 艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一，在我国基本上实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在 纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。 玄武岩纤维表面较光滑，表面能较低，经过表面改性后，其表面增加纳米 SiO2粒子，有效地提高纤维表面粗糙度，增加了微生物与载体间的有效接触面积; 改性后表面有阳离子的存在，载体表面电位升高，载体表面带正电荷，利用静电 吸力促进微生物固定，有利于微生物固定化；改性后表面的活性官能团，增加了载体的表面能，所含 有羟基、羰基或羧基等，对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。通过玄武岩纤维载体表面改 性，使其具有良好的亲水性和微生物负载性能，使之能够负载更多的生物量，且长时间保持较高的微 生物活性，从而实现更有效通过生物膜法降解水体中污染物。 玄武岩的发展 (1 )玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现在20世纪60年代初。 (2 )从70年代起，美国和德国的科学家先后对玄武岩纤维的制备进行了大
1.高分子是由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以 上的化合物.. 2.按加工方法及使用性能分类五大通用高分子材料： 纤维：一种细长形状长径比>10mm、截面积较小<0.05mm2的物体莫达尔纤维湿模量较高、高强力纤维均匀 主要特征：长径比较大;结晶性好； 主要性能：弹性模量大;塑性形变小;强度高 塑料：塑料是一种以高分子有机物质为主要成分的材料;在一定条件下可加工成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料.. 主要特征：使用温度在玻璃化温度以下； 主要性能：①大多数塑料质轻;化学性稳定;不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好;导热性低；⑤一般成型性、着色性好;加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差;热膨胀率大;易燃烧；⑦尺寸稳定性差;容易变形；⑧多数塑料耐低温性差;低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂.. 塑料可区分为热固性与热塑性二类;前者无法重新塑造使用;后者可以再重复生产..热固性指在受热或其他条件下能固化或不溶特性的塑料：酚醛树脂、环氧树脂..热塑性：指具有加热软化、冷却硬化的塑料;如ABS、聚苯乙烯 橡胶：以合成或天然的高分子化合物为基本成分的高弹性的高分子材料;加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的高弹性的高分子化合物.. 主要特征：使用时温度在其玻璃化温度以上； 主要性能：高弹性、高绝缘性、拉伸强度高、耐磨性好、加工性好 涂料：应用于物体表面并能结成坚韧保护膜或装饰作用的物质的总称
主要特征：分子量较低;成膜性好;耐久性好； 主要性能：耐污染性好;耐高温性、耐久性好;耐碱性好;低成膜温度.. 胶黏剂：能把各种材料紧密黏合在一起的物质;具有应力分布连续;重量轻;或密封;多数工艺温度低等特点.. 主要特征：极性高;粘结力强 主要性能：粘结性能好;较好的耐热性;耐老化性好;容易改性;制造成本较低;电绝缘性好.. 3.举例说明通用工程塑料有哪些材料 聚酰胺PA;聚碳酸酯PC;聚甲醛POM;聚苯醚PPO热塑性聚酯PBT和PET丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS超高分子量聚乙烯UHMWPE 4.举例说明特种工程塑料有哪些材料 聚砜PSF;芳香族聚酰胺PARA;聚酰亚胺PI;聚苯硫醚PPS;聚芳酯PAR;聚苯酯;聚醚酮PEK;氟塑料F 5高性能纤维有哪些材料其高性能表现在哪些方面 1、玻璃纤维 1拉伸强度高;伸长小3%；2弹性系数高;刚性佳；3弹性限度内伸长量大且拉伸强度高;故吸收冲击能量大；4为无机纤维;具不燃性;耐化学性佳；5吸水性小；6尺度安定性;耐热性均佳；7加工性佳;可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品；8透明可透过光线；9与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成；10价格便宜；11不易燃烧;高温下可熔成玻璃状小珠.. 2、碳纤维 碳纤维具有低密度、强度高、模量高、耐高温、耐化学腐蚀、低电阻、高热传导系数、低膨胀系数、耐辐射等一系列性能
马来酸酐接枝聚丙烯对亚麻纤维增强高密度聚乙烯力学性能影 响 钱雪;王阳 【摘要】通过双螺杆挤出造粒,制备了亚麻纤维增强高密度聚乙烯(PE-HD)复合材料,研究了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量对于复合材料性能改善的效果.结果表明:复合材料力学性能得到了显著的提升,其中拉伸强度、弯曲强度和冲击强度最大值分别为32.75、37.21、43 kJ/m2;PP-g-MAH含量为5％或者10％时复合材料具有相对较好的力学性能;PP-g-MAH的加入能提高复合材料的耐热性,降低复合材料力学损耗. 【期刊名称】《中国塑料》 【年(卷),期】2014(028)005 【总页数】6页(P48-53) 【关键词】马来酸酐接枝聚丙烯;亚麻纤维;高密度聚乙烯;力学性能 【作者】钱雪;王阳 【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心,北京100190;北京发那科机电有限公司,北京100085 【正文语种】中文 【中图分类】TQ327.9
0 前言 在麻纤维与树脂基体混合时加入官能性物质，通过接枝改性以增强麻纤维和树脂的相容性，从而使得树脂基体能很好地包裹麻纤维以提高复合材料的综合性能。Lei 等[1]在植物纤维增强PE-HD复合材料中添加马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）进行接枝改性，结果表明利用PE-g-MAH作为接枝料在一定用量的范围内能有效提高复合材料的力学性能，并且通过扫描电子显微镜（SEM）能够发现经过接枝 改性处理的复合材料中树脂基体能有效的包裹大麻纤维。Kuboki等[2]研究了马来酸酐接枝高密度聚乙烯（PE-HD-g-MAH）对纤维素纤维增强复合材料力学性能 的影响，结果表明PE-HD-g-MAH的加入大幅度改善了复合材料的弯曲强度，并且在复合材料中添加马来酸酐接枝热塑性弹性体（TPE-g-MAH）也能有效提高其缺口冲击强度。Arbelaiz等[3]采用大麻纤维增强PP基复合材料，研究了相容性 改性纤维和改性PP基体对力学性能的不同增强效果，得出结论2种改性方式与无PP-g-MAH改性的复合材料性相比均能提高力学性能，但是采用纤维改性的方法 经济上更为昂贵而不适合工业应用，而后在相容剂改性树脂基体的条件下，进一步研究了2种不同相对分子质量的相容剂的不同含量对纤维增强复合材料力学性能 的影响，其研究结果为2种相容剂均提高了复合材料的力学性能，但相对高相对 分子质量的相容剂对于复合材料的增强效果更加明显。Felix等[4]在纤维素纤维增强PP复合材料的研究中得到了类似的改性结果，并得出结论高相对分子量的PP- g-MAH拥有更加自由的PP分子链，能有效地分散在树脂基体中从而对复合材料 产生更好的增强作用。 本研究采用经过硅烷偶联剂表面处理的亚麻纤维增强PE-HD，并通过注射成型复 合材料。先考察了2种不同相容剂对复合材料的影响，选取改善作用更为明显的 相容剂进一步通过动态力学性能和SEM等多个方面综合研究分析了PP-g-MAH
河北建筑工程学院 本科生毕业设计（论文） 课题 玄武岩纤维对水泥土抗拉性能的影响 名称 学院：土木工程学院 专业：土木工程 班级：xxx 学生姓名： xxx 学号：xxx 指导教师：xxx职称：讲师 设计提交日期：xx 设计提交日期：xx 答辩委员会主席签字：
玄武岩纤维对水泥土抗拉性能影响 摘要 劈裂实验是研究水泥土试块抗拉强度的主要试验。本文通过实验数据反映在水泥土中加入玄武岩纤维和改变水泥掺量后对抗拉强度的影响。本文通过研究纤维长度为6mm、12mm、18mm、24mm和30mm的纤维，确定出最优长度，然后研究纤维含量变化对抗拉强度的影响，本文的纤维含量分别为0%、0.3%、0.5%、0.7%和1%，确定最优含量，给出工程建议最优长度为18mm，最优纤维含量0.7%。本文的主要研究内容如下： 水泥掺量的不同对抗拉强度的影响。 纤维长度的不同对抗拉强度的影响。 纤维含量的不同对抗拉强度的影响。 龄期的不同对抗拉强度的影响。 查阅想关资料，综合实验数据得出如下结论：一定条件下，一定范围内，水泥土的抗拉强度随着水泥掺量的增加而增大。水泥土的抗拉强度随着长度增加而增大。在长度为18毫米达到峰值。水泥土的抗拉强度随着纤维含量的增加而增大。在纤维含量为0.7%达到峰值。水泥土的抗拉强度随着龄期的增长而增大。 关键词：玄武岩纤维；水泥土；抗拉强度
玄武岩纤维对水泥土抗拉性能影响 Abstract Splitting splitting experiment is of cement soil test tensile strength test. The experimental data reflect with basalt fiber and change the cement dosage in the cement soil on the tensile strength of the impact. The through the study of the fiber length of 6mm, 12mm, 18mm, 24mm and 30mm fibers to determine the optimal length, then study the influence of fiber content on the tensile strength and the fiber content were 0%, 0.3%, 0.5%, 0.7% and 1% to determine the optimal content and engineering advice is given. Effect of different cement content on tensile strength.. Effect of different fiber length on tensile strength.. The effect of different fiber content on the tensile strength.. Effect of different age on tensile strength.. Access to relevant information, a comprehensive set of experimental data obtained conclusions are as follows: under certain conditions, range, the tensile strength of the cement soil increases with the increase of the admixture of cement. The tensile strength of the cement soil with the increase of the length increases. At length to 18 mm peak. The tensile strength of the cement soil increases with the increase of fiber content. In the fiber content of 0.7% reached the peak. The tensile strength of the cement soil with the growth of age increases. Key words :basalt fiber; cement soil; tensile strength