氰酸酯树脂（CE，Cyanate Ester）具有优异介电性能、力学性能和热稳定性，被广泛使用在雷达罩等对介电性能、热稳定性和力学性能要求高的领域。但CE树脂脆性较大，往往以纤维增强树脂复合材料的形式应用。与碳纤维相比，玄武岩纤维（BF，Basalt Fiber）作为天然材料，具有优异的力学性能、介电性能和高性价比，因此BF增强CE树脂复合材料（BRCE，Basalt fiber reinforced Cyanate Ester Composites）既能够满足雷达罩的使用要求又具有环境友好性。然而，BF表面的化学惰性使其与树脂基体的结合较弱，影响BRCE的综合性能，因此需要对BF进行表面改性。与此同时，BF增强水泥基复合材料（Basalt fiber reinforced Engineered Cementitious Composites BECC）因其出色的综合性能在土木工程领域有良好的应用前景，但BF较差的耐碱性不利于提高BECC的力学性能和耐久性。因此，需要通过表面改性降低水泥基体对BF的侵蚀。 然而，针对BF的传统的表面改性技术会损伤BF的硅骨架，或者对设备的依赖性强，不利于BRCE和BECC综合性能的提高和进一步发展。相对而言，操作便捷并且对设备的依赖性弱的无损改性技术报道较少。为此，本论文提出了有别于传统改性方法的镧-乙二胺四乙酸（La-EDTA）无损改性技术，并与改良过的3-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）改性方法对BF结构和性能的影响进行了对比，重点研究了La-EDTA改性BF的机理，并系统研究了两种无损改性方法对BRCE和BECC性能的影响；采用两种无损改性方法改善了BRCE的界面性能，相比KH-550改性，La-EDTA改性提提高了BRCE作为雷达罩原材料的综合性能；通过两种改性方法保护了BF表面，并提高了BECC的力学性能。本文为La-EDTA无损改性技术在BRCE和BECC中的应用打下了理论基础，为BF的无损改性方法提供了新的思路。 第一章首先概述了BF、BRCE和BECC的相关理论和应用背景，然后介绍了BF以往表面改性中存在的问题，最后介绍了本论文主要研究内容。 第二章和第三章首先针对BF的结构与性能特点，在避免高温和腐蚀环境的前提下，设计了KH-550和La-EDTA为改性剂的无损改性方法，并对改性后的BF进行了表征、单丝拉伸性能测试和与双酚A型氰酸酯树脂（BADCy）的升温接触角测试。总结了改性对BF结构和性能的影响，并阐述了改性机理。 第四章研究了两种无损改性技术对BRCE力学性能、热稳定性和介电性能的影响，并分析了原因。结果发现，KH-550改性与La-EDTA改性使BRCE的力学性能和热稳定性均有所改善，对比KH-550改性，La-EDTA改性显著提高了BRCE的介电性能。 第五章研究了两种无损改性技术对BECC力学（抗折、抗弯、抗压）性能的影响，并分析了原因。结果发现La-EDTA改性比KH-550改性更有利于BECC力学性能的提高。 第六章概述了本论文的主要结论，并展望了BF无损改性技术的下一步研究与发展。 |
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