長(zhǎng)玄武巖纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的研究.pdf

1、玄武巖纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、可循環(huán)利用、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、航天、船舶等工業(yè)領(lǐng)域，可以達(dá)到節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的目的。研究玄武巖纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文采用熔融浸漬拉擠工藝制備了長(zhǎng)玄武巖纖維增強(qiáng)尼龍6（LBF/PA6）復(fù)合材料，通過研究不同浸漬模具、不同張緊力、不同模具溫度下的浸漬效果，確定了制備LBF/PA6復(fù)合材料的最佳工藝參數(shù)，并對(duì)所制備的復(fù)合材料的力學(xué)性

2、能、非等溫結(jié)晶及熔融行為、晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶形態(tài)及界面形貌進(jìn)行了研究。針對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)合較弱的缺點(diǎn)，采用了兩種方法對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了界面改性，進(jìn)一步研究了鹽酸、硅烷偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)合材料界面的改進(jìn)效果。
　　對(duì) LBF/PA6復(fù)合材料的制備工藝參數(shù)研究表明，輥系組合浸漬模具制備的復(fù)合材料中的纖維的分散性最好，浸漬效果最佳。熔融浸漬過程中張緊力對(duì)復(fù)合材料的粒料浸漬效果有較大的影響，當(dāng)張緊力為19N時(shí)，所得粒料的浸漬效果最佳。模具溫度也是影響浸

3、漬效果的重要因素，當(dāng)模具溫度為255℃時(shí)，所得復(fù)合材料粒料的浸漬效果最佳。
　　長(zhǎng)玄武巖纖維對(duì)PA6有明顯的增強(qiáng)效果，當(dāng)LBF/PA6復(fù)合材料中玄武巖纖維含量為40％時(shí)，復(fù)合材料的拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度分別提升了179.69%、178.42%和306.36%。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）的結(jié)果表明，長(zhǎng)玄武巖纖維的加入能提高LBF/PA6復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在高溫下玄武巖纖維對(duì)復(fù)合材料儲(chǔ)能模量的提高要明顯高于低溫下，且玄武巖

4、纖維的加入能明顯提高復(fù)合材料的熱模量保留率，這預(yù)示著復(fù)合材料負(fù)荷變形溫度的提高。
　　長(zhǎng)玄武巖纖維對(duì) PA6具有異相成核作用，使復(fù)合材料的結(jié)晶速度明顯變快，同時(shí)又有阻礙鏈段運(yùn)動(dòng)的作用。當(dāng)纖維含量較低時(shí)，成核作用占主導(dǎo)地位，使復(fù)合材料的T0和Tp升高；當(dāng)纖維含量較高時(shí)，阻礙作用占主導(dǎo)地位，使復(fù)合材料的T0和Tp下降。非等溫結(jié)晶后的熔融曲線和廣角 X射線衍射（WAXD）譜圖表明，單純 PA6中只有α晶形成，而加入玄武巖纖維使PA6形成

5、了α晶和γ晶兩種不同的晶型，偏光顯微鏡（POM）結(jié)果表明玄武巖纖維使 PA6基體的球晶尺寸減小，且沿著纖維表面生成了一層微小的柱狀晶體，但這種柱狀晶體的形成很不均勻。臨界纖維長(zhǎng)度的理論計(jì)算和復(fù)合材料的掃描電鏡（SEM）照片表明，纖維與基體的界面黏結(jié)力較差，為此對(duì)復(fù)合材料的界面改善進(jìn)行了探討。
　　鹽酸和偶聯(lián)劑處理纖維均能有效的改善 LBF/PA6復(fù)合材料的界面。當(dāng)鹽酸濃度為10%，處理時(shí)間為1h時(shí)，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別比未處理提