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摘要
目的:前期研究表明,长度为2mm的短切玄武岩纤维（BF,Ф13.3μm）可以有效提高商用玻璃离子水门汀（C-GIC,FujiIX）的弯曲性能,但BF增强C-GIC的耐水老化性较差。本研究的目的是通过对BF的表面改性,进一步提高BF增强C-GIC的力学性能并改善其耐水老化性。材料和方法:利用占BF不同质量百分比（1%,3%,5%,7%）的KH550处理纤维,获得KH550改性BF（mBF）并制备mBF增强GIC（m BF-GIC）。以未改性BF增强GIC（BF-GIC）和C-GIC为双对照组,系统研究了KH550的质量百分比对mBF-GIC的弯曲强度、弯曲模量、压缩强度和断裂韧性的影响,确定KH550的最佳改性量。借助扫描电子显微镜（SEM）观察mBF表面、mBF-GIC样条断裂面及侧面的形貌,初步分析mBF与C-GIC基体的界面黏结情况并总结力学性能与界面黏结的关系。将C-GIC、BF-GIC和优化的mBF-GIC浸泡至37℃水中,研究弯曲性能随泡水时间的变化。研究结果:力学性能结果表明,占BF质量5%的KH550的改性效果最佳,能显著提高BF-GIC的弯曲强度和断裂韧性（p<0.05）,但对弯曲模量和压缩强度的增强效果并不明显（p>0.05）,其弯曲强度和断裂韧性分别为58.73 MPa和1.77 MPa·m1/2,较BF-GIC分别提高了33.69%和42.74%。SEM照片表明KH550能明显改善BF与C-GIC基体的界面黏结。mBF-GICs的弯曲强度在泡水一周后显著降低（p<0.05）,但继续延长浸泡时间,弯曲强度未进一步显著变化（p>0.05）,且在相同浸泡时间内,mBF-GIC的弯曲强度明显高于BF-GIC和C-GIC（p<0.05）,C-GIC的耐水老化性能得到明显改善。结论:较未处理的BF,KH550处理的BF对C-GIC具有更好的增强效果,并且可以改善增强GIC的耐水老化性。KH550的最佳使用比例为BF纤维质量的5%。
- 出版日期2019
- 单位华南理工大学; 材料科学与工程学院
