編號：FTJS106939
篇名：可回收玄武巖纖維增強復合材料的制備及性能
作者：劉賀晨 魏利偉 張銘嘉 孫章林 劉云鵬
關鍵詞： 復合材料 電工裝備 類玻璃化高分子 環(huán)氧樹脂 可回收 玄武巖纖維
機構： 華北電力大學河北省綠色高效電工新材料與設備重點實驗室 新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室（華北電力大學）
摘要： 傳統(tǒng)纖維增強復合材料的基體樹脂固化后形成的交聯(lián)網絡難溶解、難熔融,導致退役后的纖維增強復合材料難以處理。為此以1,5,7-三疊氮雙環(huán)(4.4.0)癸-5-烯為催化劑合成了基于酯交換的類玻璃化環(huán)氧樹脂(vitrimers),制備了可回收玄武巖纖維增強復合材料(vitrimers-based basalt fiber-reinforced polymer,VBFRP),對比了傳統(tǒng)樹脂基復合材料(epoxy-based basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)和VBFRP的機械性能、電氣性能和熱性能,并利用乙二醇溶液實現(xiàn)了玄武巖纖維的高效回收。結果表明:VBFRP具有不遜色于BFRP的力學性能,且表現(xiàn)出更高的斷裂伸長率。催化劑含量的增加使得VBFRP擁有更強的力學性能,但是過量的催化劑會導致VBFRP的界面結合強度下降;與BFRP相比,所有VBFRP的電氣性能均有所下降。且VBFRP的電氣性能受催化劑含量的影響,適當?shù)拇呋瘎┖磕軌蛱岣遃BFRP的電氣性能。VBFRP-2的電氣性能下降程度較低,其擊穿強度、泄漏電流和介質損耗因數(shù)分別為29.29 kV/mm、29.88μA和1.66%;VBFRP具有更高的玻璃化溫度,但是其初始分解溫度隨著催化劑含量的增加而降低,熱穩(wěn)定性下降;經過28 d熱老化后,VBFRP-2的泄漏電流和介質損耗因數(shù)分別增加了83.94%和48.19%,耐熱老化程度低于BFRP;回收后的玄武巖纖維表面整潔,幾乎無樹脂殘留,且化學結構并未改變,其單絲拉斷強度保留率達到90.85%。
