玄武巖纖維-有機蒙脫土-環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、纖維增強高分子（FRP）復(fù)合材料在惡劣環(huán)境下的耐久性能是影響其作為結(jié)構(gòu)材料在土木工程領(lǐng)域推廣與應(yīng)用的重要因素之一。土木工程FRP復(fù)合材料的耐久性能在很大程度上取決于水分子的擴散速率與吸收量?；诖?，本文通過高速攪拌等手段，將有機蒙脫土與環(huán)氧樹脂在納米尺度上共混，以期改善樹脂基體及其FRP復(fù)合材料的力學(xué)性能，降低水分子的擴散速率。本文采用了來源廣泛、價格較為低廉、性能均衡的國生玄武巖纖維作為FRP的增強纖維。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：

2、
　　1，運用高速機械攪拌和超聲波分散的方法，制備了有機蒙脫土/環(huán)氧樹脂插層型納米復(fù)合材料。
　　2，對不同含量有機蒙脫土/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能進行了系統(tǒng)研究、測試。結(jié)果表明，有機蒙脫土含量在1％～3%時，環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料的力學(xué)強度與模量達到最大值；隨著有機蒙脫土含量的增加（1～5%），其玻璃化溫度隨之下降。有機蒙脫土改善了環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的阻隔性能，水分子的擴散速率明顯下降。
　　3，利用濕法疊

3、層工藝制備了玄武巖纖維增強有機蒙脫土改性的環(huán)氧樹脂基FRP復(fù)合材料，并對FRP納米復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能等進行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，有機蒙脫土改性樹脂基體，可以大幅度改善BFRP的力學(xué)性能及其耐久性能，但玻璃化溫度略有下降。
　　4，研究了玄武巖纖維增強有機蒙脫土改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料板的落錘沖擊性能，發(fā)現(xiàn)添加有機蒙脫土，可以明顯提高玄武巖纖維增強 FRP復(fù)合材料的沖擊性能。最后，用 ANSYS對復(fù)合材料板材的沖擊過程進行了模擬