热氧老化过程中特种氟硅橡胶力学及热学性能分析研究

考察了热氧老化过程中不同老化温度点及不同老化时间下特种氟硅橡胶力学性能的变化情况,并利用热重分析技术研究了热氧老化对氟硅橡胶热失重的影响。结果表明,氟硅橡胶的拉伸强度及扯断伸长率随老化时间的增加呈先上升后下降的变化趋势,这可能是由于材料的交联密度在老化过程中先增加后减小引起的,而材料的回弹性及硬度在整个老化过程未出现明显变化。经高温长时间热氧老化后,材料仍能保持较好的力学性能,且不同老化时间段内试样的热失重曲线基本一致,表明氟硅橡胶具有较好的热氧稳定性。     

热氧老化对碳纤维织物增强聚合物基复合材料弯曲性能的影响

为了探索增强体结构对碳纤维增强聚合物基复合材料(CF-PMCs)热氧老化后弯曲性能的影响,对三维四向编织碳纤维/环氧复合材料(简称为三维编织复合材料)和层合平纹碳布/环氧复合材料(简称为层合复合材料)的热氧老化性能进行了研究。利用FTIR、老化失重、弯曲测试和SEM等手段分析了热氧老化前后的试样。结果表明:热氧老化导致基体树脂的氧化断链以及纤维/基体界面结合力的退化是两种复合材料弯曲强度和弯曲模量下降的原因,弯曲强度比弯曲模量更容易受热氧老化的影响。在相同的热氧老化条件下,层合复合材料的热氧老化失重大于三维编织复合材料的,而三维编织复合材料的弯曲强度和弯曲模量保留率均大于层合复合材料的。在140℃下老化1 200h后,层合复合材料的弯曲强度和弯曲模量保留率分别为74.7%和88.3%,而对应的三维编织复合材料的分别为79.4%和91.5%。因此,采用三维编织预制件作为CF-PMCs的增强体是一种有效的提高其热氧稳定性的方法。     

不同热氧环境对T800碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响EI北大核心CSCD

不同热氧环境(70,130,190℃)对碳纤维复合材料的性能有着重要的影响。分析了不同热氧环境下T800碳纤维/环氧树脂复合材料的失重特性,并对比了老化前后的表面形貌、红外光谱、动态力学性能和层间剪切性能。结果表明:在热氧老化初始阶段,质损率急速上升,老化温度越高质量损失越快;试样表面形貌随热氧温度的升高其破坏程度逐渐加剧,在190℃老化后,纤维表面树脂脱落严重,纤维与纤维之间出现裂缝空隙,无树脂填充,在此老化温度下,试样发生了不可逆化学变化;试样的玻璃化转变温度会随老化温度的升高而变大,但内耗呈现先降低后增大再降低的趋势,在70,130,190℃热氧老化后试样剪切强度分别提高6.0%,13.7%和2.1%。相关实验结果和实验现象可为后续研究新型国产T800碳纤维/环氧复合材料提供数据参考。     

热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料性能的影响

采用三点弯曲测试方法,研究热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料弯曲性能的影响,分析复合材料的失重行为以及不同老化时间下的弯曲性能、断口形貌、动态力学性能和红外谱图。结果表明:随着老化时间的增加,老化温度为100℃时的质量损失率逐渐趋于平稳,180℃时的质量损失率逐渐增加。老化温度为100℃时,只是物理老化,没有新物质的生成;而老化温度为180℃时,发生了化学老化,产生了热老化效应和氧化反应,引起了基体性能和界面性能的退化。热氧老化对复合材料弯曲强度的影响要大于对弯曲模量的影响。     

热氧老化作用对丁腈橡胶力学性能和摩擦学行为的影响

对丁腈橡胶在热氧环境下进行了加速老化及老化状态下的摩擦学性能实验,在不同温度和时间的老化实验基础上,利用静态拉伸试验机、SEM、EDS和3 D光学轮廓等方法考察了老化前后及程度对橡胶力学性能、摩擦学性能随老化温度和时间的变化情况,探讨了丁腈橡胶热氧老化后的性能衰退、磨损表面微观形貌变化和磨损机制演变行为.结果表明:老化温度和时间对橡胶力学性能有重要影响;橡胶伸长率以及断裂应力随老化时间的延长逐渐降低,且随老化温度的提高,温度小幅增加会导致力学性能显著下降;橡胶硬度对温度的变化更敏感,邵氏硬度演变曲线随温度的增加由低速线性变更为先快后慢式增长;因老化程度的不同,将橡胶老化的演变规律划分为A,B,C 3个区域,区域间的损伤机制呈现差异化,磨损机制由黏着磨损逐渐转变为磨粒磨损或疲劳、磨粒共存的损伤机制.     

芳纶APMOC的热老化

采用高温干燥箱在100℃、120℃、150℃条件下研究了热老化对阿莫斯(APMOC)结构与性能的影响,并对老化试样进行了单丝拉伸测试及相应的结构分析。实验表明,在实验温度范围内,APMOC不存在明显分子结构的变化;在100℃,120℃处理条件下,由于结晶度的增加,纤维性能有轻微上升,而150℃处理使力学性能下降,且强度变化比模量变化明显;热老化对纤维性能影响的总体趋势是使其脆化,伸长率下降,通过老化前后拉伸断口的扫描电镜(SEM)观察结合纤维自身皮芯结构的特点,解释了老化前后纤维失效形式从原纤劈裂到脆性断裂的微观机理。     

老化环境对T800碳纤维/环氧树脂基复合材料性能的影响

不同老化环境(湿热、热水、热氧)对复合材料的性能有着重要的影响。文中分析了同一温度不同老化环境下T800碳纤维/环氧树脂基复合材料的吸湿(湿热、热水)和失重(热氧)特性,并对比了老化前后的表面形貌、物理化学特性、动态力学性能及层间剪切性能。结果表明,在相同温度下,热氧环境下的失重率要大于湿热和热水环境下的吸湿率;随着老化时间延长,热氧环境下材料表面形貌变化相比湿热和热水环境变化较大;在70℃不同老化环境下,热氧环境下材料的玻璃化转变温度变化值要大于湿热和热水环境下的玻璃化转变温度变化值,说明热氧对T800碳纤维/环氧树脂基复合材料基体的后固化作用大于吸湿对树脂基体的塑化作用,但材料化学官能团没有明显变化。与未老化相比,试样的最大破坏载荷和剪切强度在湿热和热水环境下降低,在热氧环境下升高,但差值不大。研究对T800碳纤维/环氧树脂基复合材料结构件在更复杂环境下的使用和贮存具有重要的工程实际意义。     

热氧老化对尼龙6结晶行为与性能的影响

通过熔融共混法制备了添加稳定剂的稳定化尼龙6和不加稳定剂的尼龙6。采用差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、动态力学性能(DMA)、红外光谱等方法研究了尼龙6在160℃高温环境中热氧老化不同时间后结晶行为及性能的变化。结果表明,随着热氧老化时间延长,尼龙6的结晶温度、结晶度及拉伸强度呈先上升后下降趋势,冲击韧性下降,储存模量提高;稳定剂的存在提高了尼龙6的结晶温度、结晶度及力学性能保持率,但对其玻璃化转变温度影响不大;热氧老化36h以后,尼龙6以γ晶型为主,稳定化尼龙6以α晶型为主。     

玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料环境综合因素下的冲蚀行为及机制

对风电工程中采用的玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂（GF/EVE）复合材料进行碱-紫外循环加速老化试验,通过分析不同循环老化周期下GF/EVE复合材料吸湿率、微观形貌、表面元素含量、树脂初始分解温度及冲蚀失重率的变化,探讨了GF/EVE复合材料碱-紫外循环老化机制和不同循环老化周期下抗冲蚀性能的变化。结果表明:在水分子的扩散、水解反应和光氧老化的共同作用下,GF/EVE复合材料表层树脂发生老化降解、纤维与树脂基体界面出现脱黏、纤维发生腐蚀分解;同时循环老化造成树脂分子链断裂,树脂交联密度下降,导致树脂初始分解温度下降;在第1个老化周期内GF/EVE复合材料冲蚀失重率下降了2.06%,老化结束时冲蚀失重率增加了32.8%。      

热氧老化对木橡塑三元复合材料力学性能及耐热性能的影响

合理利用废旧橡塑,可以避免其环境污染,同时也可改良复合材料性能.本研究采用再生高密度聚乙烯(PE-HD)、沙柳木粉和废旧轮胎粉等原材料,通过模压成型制备木橡塑三元复合材料(WRPC).探究不同热氧老化时间作用下WRPC力学性能及耐热性能的变化规律,采用FTIR和SEM分析其老化机理和表面形貌.研究结果表明:热氧老化降低了WRPC的力学性能,老化100 h后,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度保持率分别为93.40％,84.74％,79.75％和82.63％;储能模量和损耗模量保持率分别为84.34％和89.18％,材料刚性和阻尼性能降低;维卡软化温度和热变形温度先上升后下降,材料抵抗外力变形的能力减弱.FTIR和SEM分析可知,老化过程中WRPC发生了氧化反应,羰基指数先上升后下降,WRPC表面出现了裂纹和孔洞.