原文传递
气液传输管用碳纤维复合材料湿热行为研究
| 论文题名： | 气液传输管用碳纤维复合材料湿热行为研究 |
| 关键词： | 气液传输管;碳纤维复合材料;湿热行为;吸水规律;粘接强度 |
| 摘要： | 本研究所涉及的气液传输管用碳纤维复合材料由两部分构成:聚偏氟乙烯(PVDF)热塑性内衬层和碳/环氧复合材料热固性结构层。本文的湿热实验环境为:三种温度（35℃、65℃和95℃）和四种介质（蒸馏水、3％NaCl溶液、5％H2SO4溶和10％N aOH溶液）。通过吸湿称重法、DSC测试、DMA测试、三点弯曲实验、拉伸剪切实验和SEM扫描等测试方法，研究了聚偏氟乙烯(PVDF)和碳/环氧复合材料的吸湿行为，湿热环境对这两种材料的Tg和动态热力学性能、弯曲性能以及PVDF与碳/环氧复合材料粘接性能的影响。得到以下结论: (1)聚偏氟乙烯(PVDF)的水分吸收符合Fick扩散定律，温度促进PVDF对水分的吸收，温度越高扩散系数越大，平衡吸湿量越高。湿热处理后，PVDF的颜色变深，玻璃化转变温度Tg下降。PVDF的弯曲性能随着老化时间的增加和老化温度的提高而降低。NaOH对PVDF的影响最显著，其他介质对PVDF的湿热行为的影响不是很明显，但是每种介质对于PVDF的影响机理各不相同。 (2)碳/环氧复合材料在不同介质和不同的温度下的吸水规律不相同。温度对碳/环氧复合材料的水分吸收有促进作用，温度越高，吸湿量越大。随着湿热老化温度的升高，玻璃化转变温度Tg向着低温方向移动，动态储能模量E＇降低，E＇-T曲线向低温方向移动。碳/环氧复合材料的弯曲性能随着老化时间的增加和老化温度的提高而降低。通过SEM扫描，湿热处理后，树脂塑化膨胀，然后纤维与树脂界面产生裂缝，随后裂缝发生扩展。10％ NaOH溶液和5％H2SO4溶液对复合材料的破坏作用大于蒸馏水和3％NaCl溶液。 (3)湿热处理后PVDF和碳/环氧复合材料之间的粘接强度明显下降。湿热处理初期，剪切强度下降迅速，随后下降趋势减缓。介质对粘接性能的影响取决于对PVDF和碳/环氧复合材料的综合作用。 本文对PVDF和碳/环氧复合材料及其之间的粘接性能的湿热老化研究，为复合材料气液传输管的设计和使用提供了基础的理论依据。 |
| 作者： | 邸娥梅 |
| 专业： | 纺织工程 |
| 导师： | 张国利;陈光伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
