复合材料的耐腐蚀、耐老化研究

论文摘要

目前玻璃纤维增强不饱和树脂基复合材料在社会的各行各业均有广泛的应用,尤其在一些航空航天等大型构件中,已经越来越多的使用到复合材料。复合材料在各种环境因素中性能的优良与否直接决定了构件本身的性能。因此,有必要系统的研究各种环境因素对复合材料性能和寿命的影响。本文分别对玻璃纤维增强乙烯基酯树脂进行了酸碱、湿热、盐雾、氙灯和紫外光试验,分别对试验前后复合材料试样进行了力学性能测试、红外光谱分析、SEM扫描和DMA测试。得出了以下结论：(1)老化前后复合材料试样的拉伸、弯曲和剪切强度均为先缓慢增加,其中湿热、盐雾、氙灯和紫外老化后弯曲强度最大分别增加了10%(2天后)、5.94%(4天后)、9.18%(7天后)和5.47%(7天后),后急速下降至28天后的22.37%、6.41%、11.8%和12.51%;(2)经过同等时间的老化试验周期之后,湿热老化对复合材料试样的破坏性要大于盐雾老化对试样的破坏性；(3)酸碱浸蚀时复合材料中的树脂基体除水解反应之外,还发生了其他一些化学变化；(4)湿热、盐雾和氙灯耐候老化后,复合材料中树脂的玻璃化转变温度分别平均下降了6.47℃、1.429℃、16.422℃；(5)老化后,玻璃纤维与树脂基体间的粘结力明显变差。另外,本文还对复合材料的老化寿命预测方法做了一个比较详细的归纳与总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 玻璃纤维增强复合材料的老化研究
• 1.1.1 玻璃纤维增强复合材料的老化研究概述
• 1.1.2 玻璃纤维增强复合材料的老化试验方法概述
• 1.1.3 紫外光老化和氙灯耐候老化的区别
• 1.2 复合材料的寿命预测
• 1.2.1 阿伦尼乌斯（Arrhenius）模型
• 1.2.2 剩余强度模型
• 1.2.3 应力松弛时间模型
• 1.3 本课题的研究内容和意义
• 第2章 成型工艺及老化试验方法
• 2.1 主要实验药品
• 2.2 主要实验设备
• 2.3 试样的制备
• 2.4 试样标准
• 2.5 老化试验方案
• 2.5.1 酸碱腐蚀的试验方案
• 2.5.2 湿热老化的试验方案
• 2.5.3 盐雾老化的试验方案
• 2.5.4 氙灯老化的试验方案
• 2.5.5 紫外老化的试验方案
• 2.6 老化后试样的测试方法
• 2.6.1 红外光谱法
• 2.6.2 静态力学性能测试
• 2.6.3 SEM扫描
• 2.6.4 DMA测试
• 第3章 玻璃纤维增强复合材料酸碱腐蚀试验结果与分析
• 3.1 腐蚀的定义
• 3.1.1 化学介质对纤维的影响
• 3.1.2 化学介质对基体的影响
• 3.1.3 化学介质对复合材料的影响
• 3.2 酸碱腐蚀前后玻璃纤维增强复合材料的红外光谱图
• 3.3 试验结果讨论与分析
• 第4章 玻璃纤维增强复合材料湿热老化与盐雾老化试验结果与分析
• 4.1 玻璃纤维增强复合材料湿热老化试验
• 4.1.1 玻璃纤维增强复合材料湿热老化试验结果
• 4.1.2 湿热老化后的测试结果分析与讨论
• 4.2 玻璃纤维增强复合材料盐雾老化试验
• 4.2.1 盐雾老化试验后复合材料的各项性能测试结果
• 4.2.2 盐雾老化后的测试结果分析与讨论
• 第5章 玻璃纤维增强复合材料氙灯老化及紫外光老化结果与分析
• 5.1 氙灯老化试验
• 5.1.1 氙灯老化后的试验结果
• 5.1.2 氙灯老化后的测试结果分析与讨论
• 5.2 玻璃纤维增强复合材料紫外光老化试验
• 5.2.1 紫外线老化后试样的测试结果
• 5.2.2 紫外老化后的测试结果分析与讨论
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献