玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料的制备与性能研究开题报告

全文总字数：5037字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

目前，应用于生产生活中的复合材料增强体主要有碳纤维、芳纶纤维以及玻璃纤维，但碳纤维、芳纶纤维价格过高，在国民经济中不能得到广泛应用；玻璃纤维虽然价格适中，纤维强度高，但其作为复合材料的增强体仍然存在着许多问题：生产玻璃纤维的过程中消耗能源大，而且长期从事玻璃纤维的生产会对人体产生不良影响，很可能会引起疾病，并且玻璃纤维复合材料废弃后不能回收利用或者自然降解，所以采用玻璃纤维增强复合材料的器件报废后，由于玻璃纤维组成成分复杂，回收困难，不仅造成了资源的浪费，还污染了环境[1]。所以，在倡导可持续发展的今天，研究具有可回收性、强度高的环保型复合材料势不可挡。

连续玄武岩纤维是由前苏联科学家最初开发的能降解为土壤母质的一种新型绿色环保纤维[2]。该纤维具有独特的力学、耐高温以及耐酸碱腐蚀等优良性能，作为复合材料的增强体，它在一定程度上可替代玻璃纤维和碳纤维[3,4]。但是与其他高性能无机纤维相类似，玄武岩纤维表面呈化学惰性，与基体树脂的浸润性差，复合材料界面相容性差[5]，玄武岩纤维无法充分发挥自身的力学性能优势，从而影响复合材料的各项性能。针对上述问题，本课题采用玄武岩纤维作为增强体、聚丙烯作为基体制备玄武岩复合材料，并通过界面改性方法改善复合材料的界面相容性，研究熔融共混挤出工艺参数对复合材料力学性能的影响，并对复合材料的界面、阻燃性能进行研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）探究对玄武岩纤维表面改性和加入相容剂对bf/pp复合材料力学性能的影响，并观察其对bf/pp复合材料界面粘接程度的影响；

（2）探究浸渍时间、成型温度以及纤维重量含量对复合材料力学性能的影响；

（3）探究阻燃剂含量对bf/pp复合材料力学性能以及防火性能的影响，并探究其阻燃剂的阻燃机理。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成好英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器及设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-6周：按照设计方案，制备具有阻燃性能的玄武岩纤维增强pp复合材料。

第7-10周：利用万能力学试验机，垂直燃烧测试仪，sem，tg等测试及表征技术对材料的力学性能，燃烧性能，残碳形貌，热稳定性进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]a.awal,gcescutti,s.b.ghosh.j.mussing.interfacialstudies of natuial fibre/polypropylene composites using single fibrefragmentation test (sfft)[j].composites,part a,2011(42):50-56.

[2]王鹏，刘淑强，吴改红，郭红霞，邵芬娟，卢建军. 玄武岩纤维的应用现状[j]. 山西纺织服装 2016 (4):2-6.

[3]刘学慧. 连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的对比及其特性概述[j]. 山西科技，2014，1(29):87–90.

[4]lopresto v , leone c , iorio i d . mechanicalcharacterisation of basalt fibre reinforced plastic[j].composites part b: engineering, 2011,42(4):717-723.