玄武岩纤维增强热塑性复合材料具有高强度、高模量、耐高温、可循环利用、环境适应性强等特点,广泛应用于汽车、航天、船舶等工业领域,可以达到节能降耗、绿色环保的目的。研究玄武岩纤维增强热塑性复合材料具有一定的现实意义。本文采用熔融浸渍拉挤工艺制备了长玄武岩纤维增强尼龙6(LBF/PA6)复合材料,通过研究不同浸渍模具、不同张紧力、不同模具温度下的浸渍效果,确定了制备LBF/PA6复合材料的最佳工艺参数,并对所制备的复合材料的力学性能、非等温结晶及熔融行为、晶体结构、结晶形态及界面形貌进行了研究。针对复合材料界面结合较弱的缺点,采用了两种方法对复合材料进行了界面改性,进一步研究了盐酸、硅烷偶联剂对复合材料界面的改进效果。对LBF/PA6复合材料的制备工艺参数研究表明,辊系组合浸渍模具制备的复合材料中的纤维的分散性最好,浸渍效果最佳。熔融浸渍过程中张紧力对复合材料的粒料浸渍效果有较大的影响,当张紧力为19N时,所得粒料的浸渍效果最佳。模具温度也是影响浸渍效果的重要因素,当模具温度为255℃时,所得复合材料粒料的浸渍效果最佳。长玄武岩纤维对PA6有明显的增强效果,当LBF/PA6复合材料中玄武岩纤维含量为40%时,复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度分别提升了179.69%、178.42%和306.36%。动态力学分析(DMA)的结果表明,长玄武岩纤维的加入能提高LBF/PA6复合材料的储能模量和玻璃化转变温度。在高温下玄武岩纤维对复合材料储能模量的提高要明显高于低温下,且玄武岩纤维的加入能明显提高复合材料的热模量保留率,这预示着复合材料负荷变形温度的提高。长玄武岩纤维对PA6具有异相成核作用,使复合材料的结晶速度明显变快,同时又有阻碍链段运动的作用。当纤维含量较低时,成核作用占主导地位,使复合材料的T0和Tp升高;当纤维含量较高时,阻碍作用占主导地位,使复合材料的T0和Tp下降。非等温结晶后的熔融曲线和广角X射线衍射(WAXD)谱图表明,单纯PA6中只有α晶形成,而加入玄武岩纤维使PA6形成了α晶和γ晶两种不同的晶型,偏光显微镜(POM)结果表明玄武岩纤维使PA6基体的球晶尺寸减小,且沿着纤维表面生成了一层微小的柱状晶体,但这种柱状晶体的形成很不均匀。临界纤维长度的理论计算和复合材料的扫描电镜(SEM)照片表明,纤维与基体的界面黏结力较差,为此对复合材料的界面改善进行了探讨。盐酸和偶联剂处理纤维均能有效的改善LBF/PA6复合材料的界面。当盐酸浓度为10%,处理时间为1h时,拉伸强度和冲击强度分别比未处理提高了8.94%和23.02%。硅烷偶联剂能在纤维与基体间形成化学键,从而大幅度提高了复合材料的力学性能,其中KH550对复合材料的界面改善效果最好,使复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高了17.46%和30.52%。