玄武岩纤维表面处理对尼龙6复合材料力学性能影响

于开锋，李志超，李俊涛

（1.吉林大学 材料科学与工程学院，吉林长春 130022；2.长春富维安道拓汽车饰件系统有限公司，吉林长春 130000）

1 概述

近年来，人们对环境问题的日益关注促进了天然纤维在聚合物增强中的应用。玄武岩纤维（BF）是21世纪无污染的绿色材料，是火山玄武岩高温熔融纺制而成的，在制造的过程中既不需要前驱物也不添加化学添加剂，从而获得经济效益并减少了对环境的影响[1-3]。玄武岩纤维具有良好的耐化学侵蚀性，低吸水率，出色的隔音与隔热性能，由于后者的原因，玄武岩纤维可应用于需要隔热的热流体输送管道。另一个重要的特征是玄武岩纤维与玻璃纤维相比具有较高的机械性能，再加上较低的成本，使得玄武岩纤维在一定程度上替代航空航天、汽车、运输和造船等各工业领域中的玻璃纤维[4-6]。

由于玄武岩纤维表面包裹一层上浆剂且表面的化学惰性较大，玄武岩纤维增强的复合材料中两相界面黏合力较低。因此为了获得具有良好性能的PA6/BF复合材料，重在改善纤维与基体材料之间的界面黏结性，避免界面黏合处发生的纤维脱黏、拉出和纤维滑动等现象。玄武岩纤维表面的化学改性可增强纤维与基体材料的相互作用，提高纤维的润湿性甚至与基质形成化学键，从而改善复合材料的性能。

H2SO4对玄武岩纤维有刻蚀作用，H2SO4与玄武岩表面氧化物反应，会在表面产生凸起与凹陷，当材料进行复合时，凹槽处去进入一些高分子聚合物的链段，使得粗糙的纤维表面起到类似于锚固的作用；……