玄武岩纤维增强高密度聚乙烯的力学性能

冯宗东，吕云伟，高学敏，彭亮

(四川大学高分子科学与工程学院，成都 610065)

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯的力学性能

冯宗东，吕云伟，高学敏，彭亮

(四川大学高分子科学与工程学院，成都 610065)

玄武岩纤维(BF)未经改性处理和经硅烷偶联剂(KH–550和KH–570)进行处理后，添加到高密度聚乙烯(PE–HD)基体树脂中，增强PE–HD的力学性能，用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对硅烷偶联剂处理的BF进行表征，同时，用SEM观察BF增强PE–HD复合材料的拉伸断面。结果表明，随着未经改性处理BF添加量增加，PE–HD复合材料的拉伸强度、弯曲强度逐渐提高，当添加量达到30%时，拉伸强度达到45.5 MPa，提升79.1%；弯曲强度达到41.3 MPa，提升118.9%。经KH–550和KH–570处理的BF添加量达到20%时，PE–HD复合材料的拉伸强度均达到45 MPa以上，其后随着BF添加量继续增加，拉伸强度变化不大，而弯曲强度随BF添加量的增加逐渐增大。当BF添加量达到30%时，BF改性与否对PE–HD复合材料的力学性能的影响不大。当改性BF添加量为5%～15%时，KH–550改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–570改性的高；当改性BF添加量为20%，25%时，KH–570改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–550改性的高。

玄武岩纤维；高密度聚乙烯；硅烷偶联剂；力学性能

高密度聚乙烯(PE–HD)作为三大聚烯烃材料之一，其需求持续增加，产能扩张[1]。改善PE–HD的性能通常采用纤维增强、共混、改善工艺参数等方法[2–4]，其中，纤维增强PE–HD的性能是较为普遍的手段。PE–HD通常采用玻璃纤维、天然纤维、碳纤维等进行增强[2，5–6]。玄武岩纤维(BF)是由玄武岩制备的新型高性能纤维，其主要成分为SiO2，Al2O3，CaO，MgO，K2O，Na2O，FexOy，TiO2等[7]。相较于玻璃纤维，BF绿色无污染[8]，且制备成本远低于碳纤维，获取方法简单、原料易得，同时化学稳定性远优于天然纤维[9]，在众多领域得到广泛应用。……