玄武岩纤维是一种新型的无机环保绿色高性能纤维,具有优异的力学性能和耐腐蚀性能,此外,还有绝缘性好、绝热隔音性能优异、透波性能好等优点。本课题主要结合玄武岩纤维的实际使用环境,从实验室的角度对实际环境进行模拟,有针对性的分析玄武岩纤维在酸碱及相对湿度环境下的老化性。通过SEM、EDS、ICP、FTIR等表征纤维的微观形貌、成分、及分子结构,并借助质量保留率,单丝强度等表征其质量及力学性能变化规律。具体研究分为以下就三个部分:第一部分重点研究玄武岩纤维在酸性环境下的老化性,采用硫酸和盐酸作为纤维的老化介质,分别设置不同的浓度和老化温度,试验周期最长为84天,结果表明在65℃下老化84天之后,在H~+恒定为0.1mol/L的盐酸和硫酸环境中纤维表面均出现了裂纹,且K元素为溶液中析出最多的元素。在硫酸环境中纤维中K元素的析出量高达23%,在盐酸环境中K元素的析出量高达25%,且随着温度的升高纤维内部元素的析出量也不断升高。纤维的单丝强度随着老化时间的延长不断减小且纤维的失重率不断增加。常温条件下,在H~+浓度恒定为1mol/L的盐酸和硫酸中,纤维的失重率最高分别为5.6%和4.8%,强度变化率最高分别为51.3%和47.8%.结合红外光谱可知纤维在酸性环境中主要发生的反应为H~+和纤维中其他离子发生的的离子交换反应。第二部分重点研究玄武岩纤维在碱性环境中的老化性,采用不同浓度和不同温度环境下的氢氧化钠环境,不同温度下饱和氢氧化钙环境作为纤维的老化介质,实验周期最长为84天。结果表明在65℃老化84天之后,1mol/L的氢氧化钠环境中的纤维表面侵蚀严重,表面变成了鳞片状,饱和氢氧化钙环境中的纤维表面发生了层状脱落。在氢氧化钠环境中析出百分比最高的Si元素的析出量高达16%,在饱和氢氧化钙环境中析出百分比最高的Na元素的析出量高达14%,且同样随着温度的升高,元素的析出量越高。在常温条件下,饱和氢氧化钙介质条件下的纤维失重高达7%,1mol/L的氢氧化钠环境下的失重最高达到了8%,结合红外光谱可知在碱性环境中纤维性能变化的主要原因是OH-会破坏纤维的骨架结构。第三部分重点研究玄武岩纤维在蒸馏水和95%相对湿度环境下的老化性。实验周期为98天,结果表明玄武岩纤维在湿热环境下的表面变化较小,比较明显的变化是纤维表面出现了点状的颗粒物。在65℃的蒸馏水的环境下,纤维中析出百分比最多的元素为Na元素,含量高达7.5%。纤维的失重率最高达到了2%,且纤维的单丝强度随着老化时间的延长不断减小且纤维的失重率不断增加。