湿热老化对高性能复合材料性能的影响

  本文关键词：湿热老化对高性能复合材料性能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

第29卷第3期

固体火箭技术

JournalofSolidRocketTechnology

Vo.l29No.42006

湿热老化对高性能复合材料性能的影响

王晓洁,梁国正,张炜,谢群炜,张家宜

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(1.西北工业大学化工学院,西安 710072;2.西安航天复合材料研究所,西安 710025)

摘要:通过湿热老化试验(温度为85e,湿度为95%),研究了T700纤维/环氧和F-12纤维/环氧两种复合材料力学性能、玻璃化转变温度、热失重随老化时间的变化。结果表明,经湿热老化后,两种复合材料的拉伸强度、拉伸模量和剪切强度具有不同的变化规律,复合材料的玻璃化转变温度有较明显地下降。两种复合材料湿热老化机理有明显的区别,T700纤维/环氧复合材料老化后的性能稳定性优于F-12纤维/环氧复合材料。 关键词:湿热老化;环氧;高性能复合材料;脱湿

中图分类号:V258+.3 文献标识码:A 文章编号:1006-2783(2006)04-0301-04

Effectsofhydrothermalagingonpropertiesof

high-performancecomposites

WANGXiao-jie,LIANGGuo-zheng,ZHANGWei,XIEQun-wei,ZHANGJia-yi

2.Xia'nAerospaceCompositesResearchInstitute,Xia'n710025,China)

Abstract:Thechangeofmechanicalproperties,glasstransitiontemperatureandthermogravimetry(TG)ofT700/epoxyandF-12/epoxywithagingtimewereinvestigatedthroughthehydrothermalagingtest(theagingtemperatureis85e,andthehumidityis95%).Theresultsshowthatthetensilestrength,tensilemodulusandshearstrengthofthetwokindsofcompositespresentdi-fferentchangelaws,andtheglasstransitiontemperatureofcompositesdecreasesobviouslyafterhydrothermalagingtreatment.Thehydrothermalagingmechanismsofthetwokindsofcompositesarequitedifferent.ThepropertystabilityofT700/epoxycompositeissuperiortothatofF-12/epoxycomposite.

Keywords:hydrothermalaging;epoxy;high-perofrmacnecomposite;watertake-up

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(1.DepartmentofChemicalEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xia'n710072,China;

1 引言

先进树脂基复合材料因其高强度、高刚度和优异

的耐腐蚀性具有越来越广泛的应用范围。树脂基复合材料常在大气中使用,水分与高温的作用会使复合材料的力学性能发生一定程度的变化

[1]

试验;另一类是人工老化试验方法,即利用人工方法,在室内或设备内模拟近似于大气环境条件或某种特定的环境条件,并强化某些因素,以期在较短时间内获得结果。文中对T700纤维/环氧和F-12纤维/环氧两种复合材料进行长时间湿热老化性能的研究内容进行了论述。

。湿热环境对复

合材料性能的影响主要是通过树脂基体、增强纤维以及树脂-纤维粘接界面的不同程度的破坏而引起转变;温度变化产生热应力损伤;吸湿结晶化而产生裂纹扩展、基体的降解等

[2~4]

2 试验

2.1 材料

分别以T700炭纤维、F-12芳纶纤维为增强材料,

以环氧树脂、芳香胺类固化剂混合体系的HS22为基体,缠绕成强力环试件。T700纤维/环氧复合材料纤维体积含量为59%,F-12纤维/环氧复合材料纤维体积含量为64%,原材料性能见表1。

。因而树脂基复合材料的使用

寿命成为材料研究、设计及使用者共同关心的问题。

老化试验是用于评价和研究各种材料在一定环境下的耐老化性能和老化规律的一种手段

[5~8]

。复合材

料老化试验方法很多,但可分为两类:一类是自然老化

[10,11]

试验方法,即利用自然环境条件或自然介质进行

收稿日期:2005-06-03;修回日期:2005-10-24。

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作者简介:王晓洁(1970)),女,博士,主要从事高性能复合材料研究工作。

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