温度和湿热对玻纤复合材料力学性能的影响

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1、66温度和湿热对玻纤复合材料力学性能的影响2015年3月温度和湿热对玻纤复合材料力学性能的影响*高泉喜，郑威，孔令美，齐燕燕(中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031)摘要:采用真空辅助树脂传递模塑工艺(VAＲTM)制备了玻纤增强复合材料，测试表征了复合材料在不同温度及湿热环境下的力学性能的变化规律，简单分析了玻纤增强复合材料在不同条件下力学性能变化的原因，结果表明，在－50～150℃范围内，随着温度的升高，玻纤增强复合材料的力学性能呈

2、下降趋势，其下降主要是由树脂的性能变化引起的;长时间的湿热环境也可引起力学性能的降低，这主要是由树脂与纤维的界面受到破坏引起的。温度和湿热对玻纤复合材料力学性能的影响研究为玻纤增强复合材料在工程上的应用提供了技术支撑。关键词:玻纤增强复合材料;力学性能;温度;湿热;玻璃化转变温度;界面中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1003－0999(2015)03－0066－04玻璃纤维增强树脂基复合材料是指以玻璃纤维E400-玻纤织物，泰安玻璃纤维有限公司;乙烯为增强材料，同树脂基体通过适当的增强技术和成基酯树脂MFE-2DS，工业品

3、，上海华昌聚合物有限型工艺制备而成的复合材料，由于其具有低密度、高公司;促进剂、固化剂均为工业品;去离子水。强度、高模量、良好的易成型性、绝缘性能好、抗腐蚀1.1.2实验仪器和疲劳损伤及设计性强等优良特性，在航空、石化、旋片式真空泵:2X-8型，博山成昆真空泵厂;温加工和自动化工业等诸多领域得到了广泛的应用。度湿度试验箱:型号为VC7120，温度范围为－70～但是，随着玻纤增强复合材料应用范围的进一180℃;SH050A湿热箱;高压水刀切割机:DWJ-A-2步扩大，复合材料构件的应用环境变得越来越复杂，型，南京大地水刀有限公司;电子拉力

4、试验机:SIN-有湿热、高寒、盐雾、海水等多种环境，复合材料在不TECH/DL型，美国MTS公司;动态材料试验机:IN-同环境下随应用时间的不同，性能也有变化，目前已STＲON8032型，英国Instron公司。［1，2］［3］［4，5］［6～8］有一些盐雾、酸雨、碱性环境、化学腐蚀1.2实验过程［9～12］及深水等多种环境对玻纤增强复合材料性能影1.2.1力学性能试样制备响的研究，也有一些老化环境对复合材料性能影响纤维铺层方式:(0/90)，正交铺层。［13～16］的研究，但其应用环境对复合材料性能影响的试样制备工艺:真空辅助树脂传递

5、模塑工艺研究还不尽完善，需要进一步补充。因此，研究在不(VAＲTM)。同温度环境和湿热环境下玻纤树脂基复合材料的性按照GB/T1447-2005和GB/T1449-2005的要能已经成为当前玻璃纤维复合材料研究中的一项重求，制备厚度为(3±0.5)mm的玻纤增强复合材料，要内容。利用水刀切割出拉伸强度试验试样和弯曲强度试验为了更好地研究应用环境对复合材料性能的影试样。将试样放入温度湿度试验箱(型号:VC7120)响，以便使复合材料构件在工程上更好地应用，本文中，在－50℃、0℃、25℃、50℃、120℃及150℃的温度详细考察了玻纤增强

6、复合材料在不同温度条件下及条件下分别放置6h，分别测试其拉伸性能和弯曲性湿热环境中时间对材料力学性能的影响，为玻纤增能;同时将试样放入SH050A湿热箱中，在试验温度强复合材料的工程应用提供了技术支持。为60℃、试验湿度为95%ＲH的湿热环境中测试在不同的老化时间条件下玻纤增强复合材料的拉伸性1实验部分能和弯曲性能。1.1实验材料和仪器1.2.2力学性能试样测试1.1.1实验材料分别按照GB/T1447-2005和GB/T1449-2005收稿日期:2014-08-20本文作者还有薛亚娟。作者简介:高泉喜(1968-)，男，高级工程师，

7、主要从事复合材料的研究工作，gqx0001@126.com。FＲP/CM2015.No.32015年第3期玻璃钢/复合材料67的要求，测试实验1.2.1制备的力学性能试样的拉能降低幅度相对较小，拉伸强度和拉伸模量约分别伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量。下降到25℃时的70%和85%。究其原因，在玻纤增强复合材料的构成组分中，2实验结果与讨论玻璃纤维的强度和模量要远远高于乙烯基树脂浇铸2.1温度对玻璃纤维复合材料的拉伸和弯体的强度和模量，因

8、此在本试验研究的层合结构玻曲性能的影响纤增强复合材料中，拉伸性能受玻璃纤维性能的影开展了温度为－50℃、0℃、25℃、50℃、120℃及响比较大，而弯曲性能受树脂性能的影响相对较大。150℃情况下的玻纤增强