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1、多频动态热机械分析法研究碳纤维复合材料湿热老化355多频动态热机械分析法研究碳纤维复合材料湿热老化StudyonHydrothermalPropertiesofCarbonFiberCompositeswithMulti2frequencyDynamicMechanicalThermalAnalysis陈伟明,王成忠,周同悦,杨小平(北京化工大学碳纤维及复合材料研究所,北京100029)WANGCheng2zhong,CHENWei2ming,ZHOUTong2yue,YANGXiao2ping(InstituteofCa
2、rbonFiberandComposite,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)摘要:采用多频温度扫描动态热机械(DMTA)方法研究了环氧树脂基碳纤维复合材料于65,95℃蒸馏水中的湿热老化性能,通过Arrhenius方程计算得到复合材料湿热老化前后的玻璃化转变表观活化能ΔEa,分析了复合材料于两种温度下的吸湿性和静态力学性能变化。结果表明,不同树脂基复合材料湿热老化前后ΔEa不同,随着湿热老化温度的升高,ΔEa增加;湿热环境中复合材料的平衡吸
3、湿率越低,ΔEa越小;湿热老化后复合材料的力学性能保留率越低则ΔEa越大。表观活化能可以用来表征树脂基复合材料的耐湿热性能。关键词:碳纤维;复合材料;动态热机械分析;湿热老化;表观活化能中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:100124381(2006)Suppl20355205Abstract:Thehydrothermalpropertiesofcarbonfiberreinforceepoxyresinin65℃and95℃distilledwaterwasstudiedwithmulti2frequency
4、dynamicmechanicalthermalanalysis.Theapparentactivationenergyofglasstransition(ΔEa)wasdeterminedthroughtheuseofresultsobtainedatmultiplefre2quenciesapplyingtheArrheniusprinciple.Andtheabsorptioncharacteristicsandchangesofmechani2calpropertiesofimmersedcompositeswer
5、eanalyzedtoo.TheresultshowsthatdifferentresinmatrixcompositeshavedifferentΔEainhydrothermalenvironment.ThechangeofΔEaismoreobviousinthehighertemperaturehydrothermalenvironment.Equilibriummoisturecontentofcompositesisafunc2tionofΔEa,soistheretentionmechanicalproper
6、tiesofcomposites.ΔEacanreflecttheHydrothermalStabilityofthecomposites.Sothismethodcanbeusedtostudythehydrothermalofcarbonfibercom2posites.Keywords:carbonfiber;composites;DMTA;hydrothermal;apparentactivationenergy树脂基碳纤维复合材料具有质轻、高强、抗疲劳性方法研究碳纤维复合材料的湿热老化性能尚未有报好等优点,在航天
7、航空领域的应用越来越广泛,但在湿道。因此本研究采用多频DMTA测试分析了几种碳热环境下其性能受到树脂基体以及界面性能变化的影纤维复合材料的玻璃化转变表观活化能于湿热环境中响。动态热机械分析(DMTA)是在周期交变负荷作的变化,并与同环境下的复合材料的吸湿性和力学性用下研究材料的热机械行为,它使高分子材料的力学能变化进行对比,分析了玻璃化转变表观活化能与材行为与温度和作用的频率联系起来,反映了在强迫振料耐湿热性能的关系。动下材料的弹性模量E′、损耗模量E″及损耗角正切(tanδ)随温度的变化情况,已广泛应用于材料的性能1实验
8、部分[1,2]表征。关于DMTA在材料的耐湿热老化性能方面的研究,主要是通过单一频率下的温度扫描跟踪动1.1实验原料态热力学参数变化来表征材料的耐湿热性能[3-5];而环氧树脂:TDE285,环氧值0185,天津津东化工目前多频温度扫描法在分析材料的结构变化及玻璃化厂;CYD2128,环氧值0151,岳
