1.实验目的
(1)加深对树脂基复合材料在大气环境中老化现象的认识。
(2)学习正确分析老化实验结果。
(3)掌握加速老化实验的设计和操作要点。
2.实验原理
自然光、热、氧气、水蒸气、风沙、微生物等的侵蚀都会引起材料表面和内部的损伤和破坏,且随时间延长,最终使它失去使用价值,这个过程称为老化或风化。复合材料尤其是树脂基复合材料的老化在某些地区相当严重。通常采用加速老化方法来估算某一复合材料制品的使用寿命。所谓“加速”有两种方法:一是加大光照、氧气、水蒸气等的作用量;二是提高温度。实际上,很多加速老化实验同时兼有两种“加速”方式,用较少时间的实验推算出较长时间的使用效果。但是,目前各地气候条件不尽相同,到底加速老化与自然老化之间的换算关系如何,没有统一规定。
因为弯曲实验中材料受力复杂,可以较好地反映老化过程中性能的变化,所以,选定复合材料弯曲强度为检测老化程度的判定指标。但在实验中也可根据实际需要而选定别的性能指标,例如,巴氏硬度就是既实用又简便的检测指标。
本实验中包括两部分内容:室外自然老化实验和室内加速老化实验。
3.实验仪器及原材料
加速老化实验箱、万能试验机、三点弯曲装置、室外老化试样架、复合材料试样。
试样:按照实验10的方法制备若干块厚度基本相同的层压板,按实验13.2中弯曲实验的试样尺寸加工试样,实验的数量m按下式计算:
式中,c为总的抽样次数;n为备用数。
4.实验步骤
1)试样初始性能测试
2)室外自然老化
3)蒸馏水中老化
4)蒸馏水煮沸老化
5)人工气候箱老化(www.xing528.com)
6)其他老化
有条件的实验室还可以采用别的加速老化实验方法。
5.实验结果
(1)将测得的复合材料老化前后的弯曲力学性能记录在表5-13中并进行数据处理。
表5-13 老化实验数据记录样表
注:表格根据实验数据自行扩展。
6.思考题
(1)从沸水煮泡加速实验结果分析,此种方法是否可以作为树脂基复合材料耐水、防潮性能的配方和新品种性能研究的筛选方法?这种方法有哪些不足?如何完善?
(3)在老化初期,弯曲强度有所提高,该现象说明了什么问题?
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