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玄武岩纤维是一种新型绿色环保材料，具有较好的机械性能和介电性能，环氧树脂具有优异的机械性能、粘结性能和介电性能，将玄武岩纤维与环氧树脂结合制得的复合材料具有更高的力学性能和介电性能。本文采用硅烷偶联剂KH-550处理玄武岩纤维，以环氧树脂（E-51）为基体，聚氨酯（PU）为增韧剂，甲基四氢苯酐（MeTHPA）为固化剂，改性的玄武岩纤维（BF）为增强材料，氢氧化铝为无机填料，制备玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料。采用三因素三水平正交设计方法L9(33)，以弯曲强度为评价指标，确定了最佳的模压工艺条件（温度、时间及压力）；控制氢氧化铝与玄武岩纤维的比例，制备玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料，研究玄武岩纤维含量对复合材料性能影响。采用偶联剂KH-550对玄武岩纤维表面进行改性，利用SEM观察改性前后玄武岩纤维表面形貌和复合材料形貌，采用高温煅烧法研究玄武岩纤维的改性程度。结果表明：偶联剂处理的玄武岩纤维表面，有凸出物覆盖在玄武岩纤维的表面，说明偶联剂已接枝到纤维表面，当偶联剂浓度为2wt%时，接枝率为1.92%；纤维在复合材料中，当纤维含量为15wt%时，分散较均匀。采用万能电子拉力机、耐压测试仪、精密阻抗分析仪等对复合材料的冲击强度、弯曲强度、拉伸强度、介电常数、介电损耗、体积电阻率、击穿强度及吸水率进行了测试，并与玻璃纤维团状模塑料标准（GB/T7770-1995）进行对比。结果表明：经过偶联剂改性的玄武岩纤维可以与环氧树脂基体紧密结合，提高了无机相与有机相之间的界面结合力；制备复合材料最佳工艺，实验固化时间和温度为80℃/1h+120℃/1h+150℃/2h，实验压力为9MPa，在此工艺条件下制备的复合材料性能最佳；当玄武岩纤维/氢氧化铝质量比为15/45时，复合材料性能最好，其弯曲强度为170.5kJ/m2、冲击强度为26.7MPa、拉伸强度为35.2MPa、击穿强度为13.5kV/mm、体积电阻为3.2×1013·m；而介电常数和介电损耗则先下降后上升，介电常数为5.3，介电损耗为0.013；复合材料吸水率为0.21%。