复合材料学报

作者：周傲, 李烁, 刘铁军, 邹笃建, 杨光,

关键词：玄武岩纤维复合材料, 疏水改性, 耐久性, 拉伸性能, 海洋环境,

玄武岩纤维增强树脂复合材料(Basalt fiber reinforced polymer，BFRP)筋因其绿色环保、耐腐蚀性强等特点，广泛应用于海洋工程。但在长期服役过程中BFRP筋会出现吸水和被碱腐蚀导致的溶胀裂解等现象，树脂基体发生膨胀破坏，导致玄武岩纤维和基体脱粘。基体膨胀后海水中侵蚀离子加速入侵，进一步加剧BFRP筋性能退化。为了阻碍水分入侵，延长BFRP筋在海洋工程中的服役年限，通过制备氟化纳米 SiO₂改性自固化环氧树脂疏水涂层，并将其喷涂于筋表面对BFRP筋进行改性。疏水涂层使BFRP筋表面接触角从63°提高到106°。之后将BFRP筋放入25℃、45℃、60℃水和海水中进行耐久性实验，探究改性前后BFRP筋吸水率、拉伸性能在长期浸泡龄期下的变化规律。试验结果表明，疏水改性后的BFRP筋吸水率降低，其中45℃水环境中浸泡60天后，疏水改性BFRP筋吸水率比未改性筋降低40%。采用阿伦尼乌斯模型对改性前后BFRP筋的拉伸强度进行长期性能预测，疏水改性BFRP筋在长期服役过程中有更高拉伸强度保留率。通过制备氟化纳米 SiO₂ 改性自固化环氧树脂的疏水改性方法能够降低BFRP筋吸水率，提高强度保留率，延长服役寿命。

来源：2022年第11期

《复合材料学报》期刊编辑部

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