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木塑复合材料主要由木质纤维与塑料构成,兼具一系列木材和塑料的特性。作为一种可有效提高资源利用率的绿色环保材料,近些年来在越来越多的场合得到应用。但由于其力学强度的不足,限制了木塑复合材料的进一步发展。人们已经认识到单纯的木纤维、塑料二元复合体系的不足,开始将增强纤维引入到木塑复合材料领域。近年,随着生产技术发展,玄武岩纤维作为一种性价比优越的新兴高强纤维,开始越来越多的得到人们的重视,在多个领域得到应用。本文针对木塑复合材料存在的不足,将玄武岩纤维引入到木塑复合材料中,针对纤维形态与界面结合问题开展一系列的实验与研究。(1)通过将不同长度与含量的玄武岩纤维分别添加到木纤维(WF)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料中,研究纤维长度与含量对复合材料性能的影响,结果表明:添加玄武岩纤维有利于改善WF/HDPE复合材料的力学性能。长纤维由于在受力破坏时能更多地消耗功和分散应力,体现出较好的增强效果,大部分情况下6mm纤维的增强效果与9mm纤维接近,对弯曲强度和拉伸模量的改进略强;复合材料的性能会随着纤维含量的提高而增加,但含量提高到12%时,由于纤维集聚分散不均,除拉伸强度外均有不同幅度的下降;未处理的玄武岩纤维与树脂基体的结合比较差,受外力作用时容易与树脂基体剥离,继而被拔出。(2)利用氨基硅烷偶联剂(KH-550)和乙烯基硅烷偶联剂(YGO-1203)两种偶联剂对玄武岩纤维进行表面改性处理,制备得到改性纤维增强的木塑复合材料。电镜和红外测试表明:偶联剂与玄武岩纤维产生的化学反应,偶联剂在纤维表面附着形成了偶联剂层,改善了纤维与树脂基体的界面结合。力学测试显示:KH-550改性的纤维提高了复合材料的拉伸强度和冲击强度,而YGO-1203提高了复合材料的弯曲强度。但实验中也发现对纤维的改性处理还存在不足,有待进一步提高。纤维含量为4%时复合材料可取得较好的力学性能。(3)为进一步改善纤维与基体的相容性,使纤维表面接枝更多的相容剂,采用食人鱼(Piranha)溶液对玄武岩纤维进行表面活化处理,经不同偶联剂改性后再将其加入到木塑复合材料中。结果显示:经Piranha溶液预处理的玄武岩纤维在偶联剂改性后与基体的相容性良好,改善了界面结合,使木塑复合材料的性能得到进一步提高,其中以含乙烯基偶联剂的复合材改善效果最为显著;MAPE对改性纤维存在影响,通过两种相容剂之间的交互作用,提高了YGO-1203处理复合材的弯曲强度和KH-550处理复合材的冲击强度,对木粉与树脂基体相容性的改善有重要影响。