水环境下掺铝硅质基体树脂粘结界面性能演变的分子动力学模拟与验证

以硅铝相为主的玄武岩纤维复合材料筋常被应用于潮湿、腐蚀等恶劣环境中,水分子会导致环氧树脂与玄武岩纤维的粘结性能下降,直接影响玄武岩纤维复合材料筋的力学与耐久性能。采用部分铝原子取代硅原子构建了掺铝二氧化硅的玄武岩纤维表面基底模型,基于分子动力学模拟水浸泡环境下环氧树脂与掺铝二氧化硅基体两相间的粘结性能演变。模拟结果表明:掺铝二氧化硅与环氧树脂粘结力弱于纯二氧化硅;环氧树脂与纤维基底两相间主要通过环氧树脂氧原子(Oe)纤维基底氢原子(Hs)纤维基底氧原子(Os)氢键作用方式粘结;水分子会占据两相粘结的氢键作用原子对中的反应位点,降低两相间粘结力;水浸泡28d后,玄武岩纤维束与环氧树脂界面粘结力降低了47.53%,验证了分子模型的可行性。