不饱和聚酯玻璃钢的加速老化研究

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1、摘要本文通过氙灯人工加速老化、热氧人工加速老化和西部自然大气老化试验，研究了191#不饱和聚酯玻璃钢及纯树脂的老化行为和规律。测试了试样的弯曲强度、层间剪切强度和冲击韧性随老化时间的变化；研究了滑石粉填料对玻璃钢老化行为的影响；研究了环境因素对玻璃钢及纯树脂表面光泽度、黄色指数及表面微观形貌的影响；用动态力学分析(DMA)研究了老化前后纯树脂的动态力学性能。氙灯老化辐照强度为1000±200W/m2，温度40℃，喷淋周期18min/102min（喷淋/不喷淋）。随着老化时间的延长，纯树脂的弯曲强度先增大后减小，2100h后弯曲强度下降了6.5%

2、；玻璃钢弯曲强度呈增大趋势，1800h后强度增大17%，玻璃纤维增强了玻璃钢的耐老化性；有填料的玻璃钢弯曲强度先增大后减小，1800h后强度下降7.8%；无填料和有填料玻璃钢的层间剪切强度下降均很明显，1800h后分别下降42.7%和46.2%；玻璃钢的冲击韧性变化不大；无机填料降低了玻璃钢的耐光氧老化性能。老化后试样表面产生大量裂纹，光泽度下降幅度大，2100小时后纯树脂和玻璃钢的失光率分别为86%和91%。纯树脂的DMA表明：1800h后高弹态储能模量下降了21%，树脂发生了少量降解；Tg由85℃上升到89℃，分子链链段的运动能力下降。70

3、℃热氧老化5600h内，纯树脂及玻璃钢呈现明显的强度增大、韧性下降趋势。5600h后玻璃钢的弯曲强度和层间剪切强度均增大50%左右，冲击韧性下降了14.3%；填料对玻璃钢的热氧老化性能影响不大；试样的表面形貌和光泽度变化较小，但变黄现象明显。DMA表明：3600h后纯树脂高弹态储能模量变化不大；玻璃态储能模量增大，刚度增大；Tg从85℃升高到88℃。玻璃钢在拉萨、尉犁、江津和武汉四个曝晒点自然老化一年后的拉伸、弯曲和层间剪切强度呈增大趋势；拉萨和尉犁的强辐射和干旱气候使玻璃钢的弯曲和层间剪切强度提高较明显；武汉和江津的高温湿热环境对玻纤/树脂界

4、面结合性能影响较大；自然老化后玻璃钢的表面光泽度和形貌变化不大。DMA表明：拉萨太阳辐射强度和辐照量大，则纯树脂的高弹态储能模量下降的程度越大；老化后几个地区纯树脂的Tg均有提高，但相差不大。研究表明：191#不饱和聚酯玻璃钢具有较好的耐大气老化性能；老化对玻璃钢力学性能影响最大的是层间剪切强度；光是引起树脂降解的主要因素；光、热和水的协同作用是玻璃钢表面和玻纤/树脂界面老化破坏的主要影响因素。关键词：不饱和聚酯玻璃钢，人工加速老化，自然大气老化，机械性能，DMAIABSTRACTInthispaper,thebehaviorandruleof

5、agingaboutglassfiberreinforced191#unsaturatedpolyestercomposites(191-FRP)andpureresinwerestudiedbymeansofthreekindsofagingtests:artificialacceleratedxenonweatheringaging,artificialacceleratedthermaloxidativeagingandnaturalweatheringaginginwesternChina.Changeinbendingstrength

6、,interlaminarshearstrength(ILSS)andimpacttoughnessofthesampleswithagingtimewastested.Theinfluenceoftalcumpowderfilleronthebehaviorofagingabout191-FRPwasalsostudied.Theeffectoftheweatheringfactorstotheluster,yellowindexandmicro-morphologyonthesurfaceofpureresinand191-FRPwasan

7、alysed.Observethedynamicmechanicalpropertyofpureresinbeforeandafteragingaccordingtodynamicmechanicalanalysis(DMA).Theradiationintensityofxenonlampis1000±200W/m2.Testtemperatureis40℃.Theperiodofsprayis18min/102min(spraywater/nospraywater).Thebendingstrengthofpureresinexhibite

8、dincreasingthandecreasingtrendwiththeagingtime,dropping6.5%after2100h;Howev