纤维增强聚合物复合材料具有高强质轻、耐腐蚀、自润滑、疲劳强度大等优点,成为汽车轻量化替代传统钢材料的重要选择。玄武岩纤维(BF)是一种高性能天然绿色纤维,其生产过程污染小,排放少,化学稳定性高以及优异的机械性能,逐渐获得人们关注,是我国目前重点发展的纤维之一。玄武岩纤维是由火山喷发的玄武岩矿石在高温下通过铂铑板拉丝成形,受表面张力的影响,玄武岩纤维表面光滑、活性低,难以与高分子聚合物形成良好的界面性能,影响载荷在复合材料内部的应力传递,从而限制了玄武岩纤维复合材料的发展。本文以聚酰胺6(PA6)为基体,玄武岩纤维为增强体制备二元复合材料,同时引入生物质材料硅炭黑(SiCB)改善纤维表面活性,提高玄武岩纤维与聚酰胺6的界面结合能力。采用化学接枝法,以多巴胺自聚合反应生成的聚多巴胺(PDA)为介质,利用聚多巴胺表面的活性基团,将硅炭黑接枝到玄武岩纤维表面,通过调节硅炭黑的浓度改变纤维表面粗糙度,制备出高活性、形貌清晰的纤维增强体,结合PA6树脂制备出复合材料并进行微观表征。相比未改性的BF/PA6复合材料,SiCB(PDA)-BF/PA6复合材料的热稳定性和结晶度得到提高,在高剪切速率和切应力下,表现出剪切变稀行为。当硅炭黑浓度为2.0 g/L时,SiCB(PDA)-BF/PA6复合材料具备最佳的性能,此时复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度分别提高了59.3%、23.6%和89.3%。采用表面涂覆法,以水性聚氨酯乳液(PU)为介质,通过沉淀涂覆的方法,将硅炭黑黏附在玄武岩纤维表面进行改性处理,通过改变硅炭黑在水性聚氨酯乳液中的含量配比,控制硅炭黑在玄武岩纤维表面的形貌,制备出表面粗糙的纤维增强体,与PA6树脂制备出复合材料并进行分析表征。相比未改性的BF/PA6复合材料,SiCB(PU)-BF/PA6复合材料的热稳定性提高,结晶度略有下降,SiCB(PU)-BF/PA6复合材料的表观剪切黏度增加,在高剪切速率和切应力下,SiCB(PU)-BF/PA6复合材料表现出剪切变稀的假塑性流体行为。当硅炭黑在水性聚氨酯乳液中的配比为1.0%时,SiCB(PU)-BF/PA6复合材料的机械性能最好,拉伸强度提高了45.3%,弯曲强度提高了12.9%,冲击强度提高了80.8%。对比分析两种玄武岩纤维改性方法,相同点:化学接枝法和表面涂覆法都能保证纤维自身无损伤,提高纤维表面活性,改善纤维与PA6树脂基体的界面粘结性;结合改性纤维和复合材料的断面扫描电镜图,可以发现硅炭黑在纤维表面能够均匀分散,并增加纤维的表面粗糙度,改性后的玄武岩纤维和树脂基体的粘结效果加强,提高了复合材料的机械强度与热稳定性,同时,熔融状态下均属于假塑性流体。不同点:化学接枝法对复合材料的力学性能提升幅度高于表面涂覆法;改性纤维表面的硅炭黑含量较高时,化学接枝法可促使复合材料的γ晶型向α晶型转换;化学接枝法和表面涂覆法对复合材料的结晶度影响不同。