玄武巖纖維聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展

尚寶月，楊紹斌

（1遼寧工程技術(shù)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000；2遼寧工程技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000）

進(jìn)展與述評(píng)

玄武巖纖維聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展

尚寶月1，楊紹斌2

（1遼寧工程技術(shù)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000；2遼寧工程技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000）

玄武巖纖維的綜合性能優(yōu)異，是聚合物復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體，在高強(qiáng)度、耐高溫、耐酸堿腐蝕、耐燒蝕和耐摩擦等特殊領(lǐng)域展示了良好的應(yīng)用前景。本文對(duì)玄武巖纖維聚合物基復(fù)合材料研究中的纖維與基體的界面改性、不同聚合物基體的復(fù)合材料以及玄武巖纖維與其它纖維的混雜三個(gè)方面進(jìn)行了綜述。目前對(duì)于玄武巖纖維界面性質(zhì)的基礎(chǔ)研究深度不足，有些復(fù)合材料的研究和制備方法還沒有應(yīng)用于玄武巖纖維上，使得玄武巖纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)還沒有得到充分的發(fā)揮。因此，應(yīng)結(jié)合玄武巖纖維及其復(fù)合材料的特性，開發(fā)適用性強(qiáng)的和性價(jià)比好的產(chǎn)品，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

玄武巖纖維；聚合物；界面改性；復(fù)合材料

聚合物基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是結(jié)構(gòu)材料中發(fā)展最早、研究最多的一類復(fù)合材料，具有密度小、比強(qiáng)度和比模量高、安全性好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、成型工藝簡單等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的機(jī)械制造、航空航天、船舶制造、化工、建筑、汽車制造和軍工等領(lǐng)域。玄武巖纖維（basalt fiber，BF）是繼碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維之后的高技術(shù)纖維[1]，具有高強(qiáng)度、高模量、耐高低溫性能好（－260～650 ℃）、耐酸堿性強(qiáng)、綠色無污染等優(yōu)點(diǎn)。作為聚合物復(fù)合材料的理想增強(qiáng)材料，BF聚合物復(fù)合材料經(jīng)歷了較為廣泛的研究。隨著 BF及其復(fù)合材料制備技術(shù)的完善以及成本的降低，BF將成為纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域不可替代的重要產(chǎn)品，在未來國民經(jīng)濟(jì)中將發(fā)揮越來越大的作用。本文綜述了BF增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展。

1 玄武巖纖維基本特點(diǎn)

連續(xù)BF是以純天然火山巖（玄武巖）為原料，在 1450～1500 ℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的一種連續(xù)無機(jī)纖維。玄武巖原礦主要由 SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO等多種成分組成，制造BF的礦石的化學(xué)組成范圍見表1[2]。

表1 制造BF的礦石的化學(xué)組成范圍

表2列出了連續(xù)BF與其它纖維物理化學(xué)性能的比較[3]。BF耐酸堿性好[4-6]，品質(zhì)好的BF拉伸性能與S-玻璃纖維相當(dāng)[7]。BF的熱穩(wěn)定性好[8]，穩(wěn)定使用最高溫度達(dá)到650 ℃，在500 ℃時(shí)仍具有65%的強(qiáng)度保持率[9]，綜合性能具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。但是BF用于聚合物復(fù)合材料時(shí)，密度較大，韌性差，與聚合物界面的相容性差。BF增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的研究主要是揚(yáng)長避短，獲得性能優(yōu)良的復(fù)合材料。

2 玄武巖纖維聚合物復(fù)合材料的界面改性

BF聚合物復(fù)合材料的界面改性技術(shù)多借鑒玻璃纖維的界面處理方式，包括纖維界面性質(zhì)改性和聚合物界面性質(zhì)改性。

2.1 纖維的界面改性

2.1.1 偶聯(lián)劑處理法

偶聯(lián)劑處理法是應(yīng)用最廣泛的一種處理方法，偶聯(lián)劑的一端與纖維表面的基團(tuán)反應(yīng)，形成共價(jià)鍵等化學(xué)鍵合，另一端與高分子聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或物理纏繞，可以增加纖維與樹脂的結(jié)合力。對(duì)硅烷偶聯(lián)劑的研究較多，如王靜[10]采用硅烷偶聯(lián)劑KH-550、KH-560和KH-570處理BF制備不飽和聚酯復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)KH-560處理效果相對(duì)較好，但偶聯(lián)劑的不同對(duì)復(fù)合材料性能影響較小。王廣健等[11]采用硅烷偶聯(lián)劑 A-1100對(duì)纖維進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)復(fù)合過濾材料的抗張強(qiáng)度和耐破度分別提高了 10%和12%。楊小兵[12]的研究表明，有機(jī)鉻偶聯(lián)劑甲基丙烯酸氯化鉻鹽（沃蘭）可以提高BF乙烯基樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能，但改善效果比KH-550稍差。2.1.2 表面涂層法

表面涂層法是將聚合物涂覆在纖維表面，保護(hù)纖維免受損傷，提高纖維的集束性和浸潤性；涂層中若有反應(yīng)性官能團(tuán)還可以在纖維表面與基體樹脂之間建立化學(xué)結(jié)合。國外多采用乳液型漿料進(jìn)行纖維的上漿處理，即以一種樹脂為主體，配以一定量的乳化劑、交聯(lián)劑和助劑制成的乳液。姜雪[13]和陳國榮等[14]針對(duì)BF制備了環(huán)氧型浸潤劑和聚氨酯型浸潤劑，它們中都有反應(yīng)性官能團(tuán)的作用，使纖維的斷裂強(qiáng)度及其復(fù)合材料的力學(xué)性能均得到提高。其中環(huán)氧型浸潤劑的纖維集束性好于聚氨酯型浸潤劑，但聚氨酯型浸潤劑在纖維表面成膜較軟，樹脂易浸入其中。在浸潤劑中添加經(jīng)偶聯(lián)劑改性的納米SiO2，增加了纖維表面粗糙度與親油性，使 BF與環(huán)氧樹脂的界面相容性明顯提高，層間剪切強(qiáng)度（ILSS）達(dá)到 44.37 MPa，提高 18.76%。傅宏俊等[15]將偶聯(lián)劑KH-550與乳液型漿料吐溫80上漿相結(jié)合，一方面KH-550提高了BF與樹脂的界面結(jié)合能力，ILSS由42 MPa提高到51 MPa；另一方面，吐溫80提高了纖維的耐磨性能，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料力學(xué)性能和纖維織造性能的雙重改善。

表2 BF與其它纖維物化性能的比較

2.1.3 酸堿處理法

酸堿處理法是用 HCl、HNO3、NaOH、CH3COOH等溶液對(duì)纖維表面進(jìn)行刻蝕的表面處理方法，可以提高纖維與樹脂的結(jié)合力。顏貴龍等[16]采用HCl、NaOH和CH3COOH對(duì)BF進(jìn)行表面處理，CH3COOH處理復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度由未處理的156 MPa提高到處理后的175 MPa，CH3COOH的刻蝕作用增加了纖維比表面積，在纖維表面形成了與樹脂基有極好活性的酸性基團(tuán)，二者的共同作用增加了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。HCl對(duì)纖維產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕，使拉伸強(qiáng)度急劇下降，NaOH對(duì)BF影響不明顯。

2.1.4 等離子體處理法

等離子體是一種高度電離的高能氣體，是由電子、離子、自由基、分子激發(fā)態(tài)、原子激發(fā)態(tài)等粒子組成的集合體。Wang等[17]采用N2、H2、混合氣體等對(duì)BF進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)纖維的化學(xué)穩(wěn)定性和附著力增加。他們認(rèn)為等離子體在纖維表面產(chǎn)生了刻蝕作用，提高了纖維表面粗糙度。同時(shí)，在纖維表面引入—NH2和—OH等極性基團(tuán)，增加了反應(yīng)活性點(diǎn)，改善了纖維的附著力。

2.2 聚合物的界面改性

改善聚丙烯（PP）界面性質(zhì)最常用的方法是馬來酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）[18]。Botev等[19]研究短切 BF增強(qiáng) PP時(shí)發(fā)現(xiàn)，在 PP中加入PP-g-MAH后，BF與PP之間黏結(jié)力得到改善，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)到 35.5 MPa和32.8 J/m。在此基礎(chǔ)上，Matkó和Keszei等[20-21]將含有C=C鍵的烴分子與MAH反應(yīng)制備了反應(yīng)型表面活性劑，發(fā)現(xiàn)C=C雙鍵一端連接到極性的纖維表面，另一端連接到 PP分子鏈上，增強(qiáng)了界面的黏附性，從而使沖擊強(qiáng)度進(jìn)一步提高了15%～42%，拉伸強(qiáng)度提高3%～10%。反應(yīng)型表面活性劑既能永久地鍵合到基體上成為基體的一部分，又能起到表面活性劑作用，具有表面活性劑和偶聯(lián)劑的雙重作用。

尹園[22]采用先熔融共混后輻照的方法制備了連續(xù) BF增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)體系中加入了多官能團(tuán)單體后，復(fù)合材料的力學(xué)性能得到提高，拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)到156 MPa、236 MPa和9.1 kJ/m2。認(rèn)為多官能團(tuán)單體分別與BF和PET基體表面產(chǎn)生的自由基發(fā)生反應(yīng)，形成接枝或交聯(lián)結(jié)構(gòu)，改善了纖維與基體的結(jié)合力。

3 玄武巖纖維聚合物復(fù)合材料

3.1 熱固性塑料

熱固性塑料制品具有較高的耐熱性和受壓不易變形性，多為間歇成型，難以連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低。常用的有酚醛樹脂、乙烯基樹脂和環(huán)氧樹脂等。

3.1.1 酚醛樹脂

酚醛樹脂具有良好的力學(xué)性能和耐熱性能，尤其具有突出的耐高溫?zé)g性能。BF酚醛樹脂復(fù)合材料研究的目標(biāo)用途主要為火箭、導(dǎo)彈和空間飛行器等空間技術(shù)領(lǐng)域。碳纖維、高硅氧玻璃纖維、S-2高強(qiáng)玻璃纖維與BF的對(duì)比研究表明[23-24]，碳纖維/酚醛樹脂復(fù)合材料的彎曲性能和耐燒蝕性能最佳，BF/酚醛樹脂的次之，玻璃纖維/酚醛樹脂最差。另外研究還發(fā)現(xiàn)，BF/酚醛樹脂的抗拉強(qiáng)度低于碳纖維/酚醛樹脂，但BF與酚醛樹脂的黏結(jié)性能好于碳纖維，因此其層間壓縮強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度要好于后者[25]。

酚醛樹脂基BF復(fù)合材料的研究表明，硼酚醛樹脂的耐熱、耐瞬間燒蝕和力學(xué)性能優(yōu)于S-15X酚醛樹脂[24]和氨酚醛樹脂[26]，這主要是因?yàn)橐氲呐鹕闪随I能較高的 B—O—C鍵，在高溫?zé)g時(shí)可生成堅(jiān)硬高熔點(diǎn)的碳化硼，使瞬時(shí)耐高溫炭化層的耐沖蝕和耐燒蝕性提高。張俊華等[27]研究BF硼酚醛樹脂復(fù)合材料，復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度達(dá)到 557 MPa，拉伸強(qiáng)度為472 MPa，質(zhì)量燒蝕率為0.07 g/s，線燒蝕率為0.09 mm/s。

趙世海等[28]選用BF/酚醛樹脂復(fù)合材料制備摩擦材料，摩擦因數(shù)為 0.32，磨損率為 0.13×10－7cm3/(N·m)，耐磨性石棉纖維、鋼纖維和玻璃纖維摩擦材料，而低于碳纖維摩擦材料。熊松爐等[29]采用短切BF制備制動(dòng)片，其具有高溫摩擦系數(shù)穩(wěn)定、熱衰退小和制動(dòng)噪聲低等特點(diǎn)，替代石棉類摩擦材料具有更安全環(huán)保的優(yōu)勢(shì)[30]。

3.1.2 乙烯基樹脂

乙烯基樹脂兼具環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂的優(yōu)點(diǎn)，具有高強(qiáng)度和耐腐蝕性，其樹脂黏度低，可室溫固化，適用于多種方法成型，可制備大型構(gòu)件。李英建等[31]制備了連續(xù)BF乙烯基樹脂的抗彈靶板，發(fā)現(xiàn)纖維直徑越小，織物面密度越小，抗彈性能越好。李偉等[32]制作了BF靶板試件，發(fā)現(xiàn)7541鄰苯型改性不飽和聚酯樹脂與BF匹配較好，優(yōu)于3201乙烯基樹脂；同時(shí)發(fā)現(xiàn)纖維鋪層中含有45°方向鋪層的優(yōu)于僅正交鋪層的抗彈性能，低速時(shí)表現(xiàn)尤為突出。李偉等認(rèn)為BF本身的脆性降低了抵御彈體侵徹的能力。但由于它具有耐高低溫性能好、導(dǎo)熱率低和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，可將其與其它纖維材料進(jìn)行復(fù)合在抗彈材料中應(yīng)用。上述兩篇文獻(xiàn)均認(rèn)為BF的抗彈性能與中堿玻纖相當(dāng)。

Czigány等[33]將環(huán)氧樹脂加入到乙烯基樹脂發(fā)現(xiàn)，二者形成了互穿網(wǎng)絡(luò)IPN結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了BF與基體間良好的界面結(jié)合，同時(shí)有利于剪切變形和消耗能量，提高了力學(xué)性能。

3.1.3 環(huán)氧樹脂

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電絕緣性能、黏結(jié)性能、耐腐蝕性以及良好的加工性能，在三大通用熱固性樹脂的應(yīng)用中處于主導(dǎo)地位。丁杰[34]制備了BF環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，復(fù)合材料的拉伸性能最佳值為252 MPa。劉玉美[35]制備BF環(huán)氧樹脂復(fù)合材料靶板，發(fā)現(xiàn)纖維含量在40%～80%范圍內(nèi)，抗沖擊性能隨著纖維含量的增加呈上升趨勢(shì)。但是采用KH-550對(duì)纖維進(jìn)行表面處理反而導(dǎo)致抗沖擊性能下降，他們認(rèn)為纖維與樹脂結(jié)合過于緊密，影響了靶材抗沖擊性能的發(fā)揮。由于環(huán)氧樹脂的耐磨性較差，辛少波[36]將連續(xù)BF和短切BF添加到環(huán)氧樹脂中，發(fā)現(xiàn)耐磨性得到提高，并且連續(xù)BF的耐磨性比短切纖維的高。另外，BF環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有出色的耐水性、耐酸堿腐蝕性和耐有機(jī)溶劑等性能[37-38]，可用于玻璃鋼儲(chǔ)罐和管道等領(lǐng)域。

3.2 熱塑性塑料

熱塑性塑料具有較好的力學(xué)性能，可連續(xù)高速成型和重復(fù)回收利用，但耐熱性和剛性較差。常用的熱塑性塑料有聚酯和聚丙烯。

3.2.1 聚酯

聚酯是由多元醇和多元酸縮聚而得的聚合物的總稱。常用的如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET），具有高強(qiáng)度、高模量、高硬度、耐蠕變性、抗疲勞性和耐有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)。尹園[22]采用BF增強(qiáng)PET復(fù)合材料，力學(xué)性能比純PET提高兩倍以上，纖維的成核劑作用使 PET的結(jié)晶速率得到提升。Ronkay等[39]發(fā)現(xiàn)BF與PET的結(jié)合不及玻璃纖維，導(dǎo)致力學(xué)性能稍差，但 BF在成本上具有優(yōu)勢(shì)。Krá?alík等[40]制備了短切BF增強(qiáng)PET復(fù)合材料，拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量分別達(dá)到112.9 MPa和8655 MPa，纖維的加入降低了復(fù)合材料的結(jié)晶度。繼續(xù)加入滑石粉改善纖維和基質(zhì)的界面黏結(jié)力，可進(jìn)一步提高力學(xué)性能。

3.2.2 聚丙烯

聚丙烯（PP）具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性、加工流動(dòng)性、突出的耐應(yīng)力開裂和耐磨性等，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電氣等領(lǐng)域。Bashtannik等[41]采用擠壓工藝制備了BF增強(qiáng)PP復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)擠出溫度從180 ℃升高到240 ℃，纖維與PP的黏附力增大，材料的缺陷減少，拉伸強(qiáng)度和彈性模量分別達(dá)到42 MPa和4.2 GPa。他們還發(fā)現(xiàn)該材料具有優(yōu)異的耐磨損性能，可用于制備機(jī)器摩擦零件[42]。Matkó等[20]采用短切BF增強(qiáng)PP，發(fā)現(xiàn)短切BF對(duì)PP的沖擊強(qiáng)度和楊氏模量影響較為顯著，提高71%～270%，最大沖擊強(qiáng)度和楊氏模量分別為2.39 kJ/m2和2.9 GPa，而對(duì)拉伸強(qiáng)度影響不大。Czigány等[43]發(fā)現(xiàn)，短切BF可以改善PP的斷裂韌性KIC，由5 MPa·m1/2提高到6.5 MPa·m1/2。

4 與其它纖維混雜的玄武巖復(fù)合材料

將BF與其它纖維進(jìn)行混雜，可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，擴(kuò)展復(fù)合材料的性能和使用范圍。常用的混雜方式有層內(nèi)混雜、層間混雜、夾芯結(jié)構(gòu)以及混編等。

4.1 層內(nèi)混雜

層內(nèi)混雜是將BF與其它纖維混雜后均勻分散于基體中來制備復(fù)合材料的一種方法，常用于短切纖維的混雜[44]。?zütrk等[45]研究發(fā)現(xiàn)，大麻纖維與BF混合增強(qiáng)酚醛樹脂時(shí)，纖維總含量為 40%，隨著BF加入量的增加，拉伸強(qiáng)度降低，而彎曲和沖擊強(qiáng)度先增加后降低，在BF占纖維總量的30%～50%時(shí)達(dá)到最大。Czigány等[46-47]研究發(fā)現(xiàn)，BF分別與碳纖維和玻璃纖維混雜時(shí)，PP的力學(xué)性能提升幅度較大，而BF分別與大麻纖維和陶瓷纖維混雜時(shí)，增強(qiáng)效果不明顯。?ztürk等[48]采用陶瓷纖維與BF進(jìn)行混雜時(shí)發(fā)現(xiàn)，陶瓷纖維和BF分別為10%和30%時(shí)，磨損率最小。

4.2 層間混雜

層間混雜是指將兩種不同的純纖維層交替疊加在一起制備復(fù)合材料的一種方法，常用于連續(xù)纖維的混雜。周健等[49]制備了鋼絲-連續(xù)BF復(fù)合板材，當(dāng)鋼絲體積分?jǐn)?shù)為20.6%時(shí)，復(fù)合板的拉伸強(qiáng)度和彈性模量分別為1739 MPa和99.8 GPa，比純BF復(fù)合板分別提高了9.6%和24%，同時(shí)成本降低35%，因此是一種高性價(jià)比的加固材料。李衛(wèi)東等[50]制備碳纖維/BF增強(qiáng)酚醛樹脂時(shí)發(fā)現(xiàn)，層間混雜較單獨(dú)使用BF的力學(xué)性能高，嵌層結(jié)構(gòu)綜合性能好于夾芯結(jié)構(gòu)。另外他們發(fā)現(xiàn)，將BF引入到碳纖維復(fù)合材料中，使導(dǎo)熱性降低25%以上，可應(yīng)用于熱性能特殊要求的場(chǎng)合。

4.3 夾芯結(jié)構(gòu)

夾芯結(jié)構(gòu)是指由一種普通纖維作為芯層，由高性能纖維作為表層制備復(fù)合材料的一種方法。沈曉梅[51]將BF與苧麻纖維進(jìn)行混雜增強(qiáng)PP，發(fā)現(xiàn)夾芯結(jié)構(gòu)優(yōu)于層間混雜，夾芯結(jié)構(gòu)的拉伸強(qiáng)度、彎曲模量和沖擊時(shí)吸收的總能量分別為 101.48 MPa、8416.09 MPa和2.09 J。

4.4 混編

混編是將不同纖維直接編織出纖維織物用于復(fù)合材料的制備。周冬春等[52]制作了三維正交機(jī)織BF/芳綸纖維混編復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)層內(nèi)混雜的拉伸強(qiáng)度和模量、剪切強(qiáng)度和模量比層間混雜高出16.9%～26.03%。他們認(rèn)為層間混雜時(shí)，每層紗線組分不一，層與層之間容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，而層內(nèi)混雜時(shí)纖維的交替排列層有助于載荷的傳導(dǎo)，使力學(xué)性能提高。Wang等[53]也制備了三維編織BF/芳綸纖維混雜復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)層間混雜比層內(nèi)混雜具有更高的沖擊韌性和比吸收能，認(rèn)為層內(nèi)混雜復(fù)合材料呈脆性斷裂模式，而層間混雜是逐層斷裂模式，可吸收更多的能量。徐哲[54]研究了BF與碳纖維混編結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)隨著BF含量的增加，拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)均呈先增大后減小的趨勢(shì)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)BF的引入提高了復(fù)合材料的絕熱性。由于三維機(jī)織具有良好的整體性，能夠克服了傳統(tǒng)層壓復(fù)合材料容易分層的缺陷，大幅度提高了層間剪切強(qiáng)度和抗損傷能力。

5 結(jié) 語

玄武巖纖維的綜合性能優(yōu)異，是聚合物復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體。目前玄武巖纖維聚合物復(fù)合材料的研究主要集中在纖維與基體的界面改性、不同聚合物基體的復(fù)合材料以及玄武巖纖維與其它纖維的混雜等方面。

玄武巖纖維的研究主要沿用和借鑒玻璃纖維體系的研究方法，取得了很多的成果。但是玄武巖纖維復(fù)合材料研究的深度和廣度不夠，從研究深度上看，對(duì)于玄武巖纖維界面性質(zhì)的基礎(chǔ)研究深度不夠，影響玄武巖纖維體系的界面改性方法的開發(fā)和完善。從研究廣度上看，有些復(fù)合材料研究和制備方法還沒有應(yīng)用于玄武巖纖維上，使得玄武巖纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)還沒有得到充分的發(fā)揮。

玄武巖纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料在高強(qiáng)度、耐高溫、耐酸堿腐蝕、耐燒蝕和耐摩擦等特殊領(lǐng)域都展示了良好的應(yīng)用前景，在熱防護(hù)、抗彈、耐腐蝕管道、摩擦襯片等方面極具開發(fā)價(jià)值。將玄武巖纖維與其它纖維進(jìn)行混雜，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能夠擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。玄武巖纖維復(fù)合材料的應(yīng)用處于推廣階段，尚需結(jié)合玄武巖纖維及其復(fù)合材料的特性，開發(fā)適用性強(qiáng)的和性價(jià)比好的產(chǎn)品，進(jìn)一步拓寬玄武巖纖維的應(yīng)用范圍。

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Research progress of basalt fiber reinforced polymer composites

SHANG Baoyue1，YANG Shaobin2
（1College of Resources and Environmental Engineering，Liaoning Technical University，F(xiàn)uxin 123000，Liaoning，China；2College of Material Science and Engineering，Liaoning Technical University，F(xiàn)uxin 123000，Liaoning，China）

Basalt fiber is an ideal reinforcing material for polymer composite and shows good prospect in high-strength，high temperature，alkali/acid resistance，ablation resistance，abrasion resistance，and other special areas. In this paper，three aspects of basalt fiber reinforced polymer composites are reviewed，including interfacial modification between fiber and polymer，the composite based on different polymer matrix and the basalt fiber hybrid with other fibers. At present，the basic research for the interfacial properties of basalt fiber is not adequate. The research and preparation methods of other composites have not yet been applied to basalt fiber，which made the advantages of basalt fiber composites not fully expressed. It is necessary to develop applicable and cost-effective products and expand its application scope based on the characteristic of basalt fiber and its composites.

basalt fiber；polymer；interface modification；composite materials

TQ 343.4

A

1000-6613（2011）08-1766-06

2011-02-08；修改稿日期2011-03-17。

尚寶月（1985—），女，碩士研究生。E-mail baoyue_shang @163.com。聯(lián)系人：楊紹斌，博士，教授，從事礦物材料的研究開發(fā)。E-mail yangshaobin@yahoo.com.cn。