吸湿老化后碳纤维增强乙烯基脂树脂复合材料高低温力学性能

作者：魏建辉; 刘明; 高进城; 张裕恒; 丁安心^*

来源：复合材料学报, 2023, 40(06): 3279-3290.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220819.005

• 碳纤维增强树脂复合材料
• 乙烯基树脂
• 湿热老化
• 水解
• 力学性能

碳纤维增强乙烯基酯树脂复合材料(CFRP)是海洋和舰船工程领域广泛应用的结构材料，在复杂海洋环境和服役工况下，材料面临湿热和极端温度的考验。本文研究了树脂和CFRP在水浴过程中的质量和形貌变化及水浴吸湿后CFRP在3种测试温度下(-30℃、室温和70℃)的力学性能演变。FTIR和液相色谱-质谱联用实验结果表明乙烯基酯树脂在水浴过程中发生了水解，而吸湿后CFRP的微观形貌观察表明纤维-基体界面的存在会改变树脂基体的吸湿行为。低温、高温和水浴120天后室温测试环境下，CFRP的压缩强度相比未吸湿试样的室温初始强度，分别降低了27.4%、36.2%和32.8%；而低温环境下面内剪切强度提升了35%，高温环境下降低了27%，水浴120天后提升了7%，显示温度对CFRP面内剪切强度的影响大于湿热老化。此外，动态热力学性能测试显示初始阶段的吸湿会导致CFRP储能模量和玻璃化转变温度(Tg)降低，但后期储能模量和Tg会部分恢复。

• 单位
  武汉理工大学; 武汉第二船舶设计研究所; 材料复合新技术国家重点实验室