氣液傳輸管用碳纖維復(fù)合材料濕熱行為研究.pdf

1、本研究所涉及的氣液傳輸管用碳纖維復(fù)合材料由兩部分構(gòu)成:聚偏氟乙烯(PVDF)熱塑性內(nèi)襯層和碳/環(huán)氧復(fù)合材料熱固性結(jié)構(gòu)層。本文的濕熱實驗環(huán)境為:三種溫度（35℃、65℃和95℃）和四種介質(zhì)（蒸餾水、3％NaCl溶液、5％H2SO4溶和10％N aOH溶液）。通過吸濕稱重法、DSC測試、DMA測試、三點彎曲實驗、拉伸剪切實驗和SEM掃描等測試方法，研究了聚偏氟乙烯(PVDF)和碳/環(huán)氧復(fù)合材料的吸濕行為，濕熱環(huán)境對這兩種材料的Tg和動態(tài)熱力

2、學(xué)性能、彎曲性能以及PVDF與碳/環(huán)氧復(fù)合材料粘接性能的影響。得到以下結(jié)論:
　　 (1)聚偏氟乙烯(PVDF)的水分吸收符合Fick擴散定律，溫度促進PVDF對水分的吸收，溫度越高擴散系數(shù)越大，平衡吸濕量越高。濕熱處理后，PVDF的顏色變深，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg下降。PVDF的彎曲性能隨著老化時間的增加和老化溫度的提高而降低。NaOH對PVDF的影響最顯著，其他介質(zhì)對PVDF的濕熱行為的影響不是很明顯，但是每種介質(zhì)對于PVDF的

3、影響機理各不相同。
　　 (2)碳/環(huán)氧復(fù)合材料在不同介質(zhì)和不同的溫度下的吸水規(guī)律不相同。溫度對碳/環(huán)氧復(fù)合材料的水分吸收有促進作用，溫度越高，吸濕量越大。隨著濕熱老化溫度的升高，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg向著低溫方向移動，動態(tài)儲能模量E＇降低，E＇-T曲線向低溫方向移動。碳/環(huán)氧復(fù)合材料的彎曲性能隨著老化時間的增加和老化溫度的提高而降低。通過SEM掃描，濕熱處理后，樹脂塑化膨脹，然后纖維與樹脂界面產(chǎn)生裂縫，隨后裂縫發(fā)生擴展。10％ N