渗透作用对复合材料的影响

《渗透作用对复合材料的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、渗透对胶衣起泡的影响对于玻璃钢船舶来说，表层起泡是一种非常严重的缺陷，很多人认为它的发生没有规律性，故被称为“玻璃钢船舶瘟疫”。我们发现并通过这篇文章指出，很多影响渗透并且可以测量的因素是造成表层起泡的主要原因。如今的玻璃钢船舶制造商们可以通过使用更加合适的材料作出更好的选择。在二十世纪七十年代和八十年代初，AMOCO---作为间苯二酸和聚酯原料的供应商做了很多卓有成效的工作。他们通过TURTLEBOX测试得出：除胶衣层外，积构层树脂在复合材料起泡现象中起的作用也是相当重要的。在KINGSTONPolytechnic，Pritchard教授领导的实验工作对玻璃钢积层中水的渗透速度以及起泡层中

2、的分解产物进行了详尽的分析研究，确定不同材质对渗透压的影响。在美国，尤其是AmericanColours，他们通过65℃下完全浸透实验，得到了很多与起泡相关的数据，不过他们的研究表明颜料对起泡的作用并不是非常显著。TheBritishPlasticsFederation仔细回顾了有关渗透起泡的相关课题，并拨款在LoughboroughUniversity成立了一个专门的研究小组，专门研究起泡形成的机理。他们通过40℃下完全浸泡实验对有胶衣层的玻璃钢积层树脂的水解稳定性和应力因素进行分析研究。概括这些正在进行和已经完成的课题，对影响起泡生成的主要因素，我们认为主要有以下几点：1、工艺操作。2、

3、胶衣层的质量和厚度。3、添加剂。4、积层树脂。5、玻璃纤维浸润剂及粘结剂。其中工艺操作是最重要的环节，因为它是其它方面的前提和基础。把环境控制在规定的温度和湿度下，进行成型加工和原料贮存是很关键的。温度在16℃到22℃，相对湿度低于80％是保证充分固化的最佳条件。玻璃纤维会吸收水分从而影响材料间的结合力并最终影响到积层的固化，简而言之就是影响到起泡的产生。在我国并不普及除湿设备，但在一些欧洲的造船厂，特别是在航天工业中，这些设备是常常使用的。控制胶衣的厚度是生产玻璃钢制品的关键部分，这是我们特别要强调的。胶衣质量的重要性体现在它的抗水解性和致密程度（无空隙）这两个方面，因此如何正确地应用施工

4、是非常重要的。添加剂是一个非常广泛的定义，包括很多方面，例如催化剂的效果和类型，颜料以及填料。因为起泡总是发生在积层或积层和胶衣的界面上，积层树脂的型号和质量，增强材料的结构和型号及其粘合剂和尺寸大小都是要考虑的重要方面。在实际生产中，不饱和树脂的分子结构中的最基本的组成，例如邻苯二甲酸酐，间苯二甲酸，间苯二甲酸/新戊二醇是大家都非常熟悉的名字。众所周知，间苯的抗水性要强于邻苯，间苯/NPG体系的抗水解性最好。但是传统的认识并不都是真理，例如对于好的邻苯产品与差的间苯产品并不能轻易下结论，因此，对造船者来说，他必须考虑到并测试各种不同的参数，包括不同类的胶衣树脂和积层树脂，才能对他的质量系统

5、进行全面的控制。对于在水解稳定性和耐海水盐蚀性没有达到最佳水准的产品，厂家可以参照有关间苯树脂和胶衣的质量标准，最好采用能达到航海级标准的产品。使用QCT，在60℃下，以及样品准备技术和用“起泡测试”进行起泡评估，得到了不同胶衣板起泡程度的真实数据。例如，在采用同一样标准邻苯积层树脂，通过改变间苯胶衣的质量，发现其间起泡发生的时间有着显著的差异。在相同条件下，标准质量的间苯胶衣70小时就发生起泡现象，而与此同时，专门设计的航海级胶衣可以抗500个小时。对于胶衣厚度的研究表明厚度对胶衣的抗起泡性起着主要的作用。比如一种航海级的间苯胶衣，采用邻苯积层树脂增强制成的样品板，如果胶衣层厚度为0.25

6、4毫米，起泡时间为350个小时，但如果胶衣层厚度增加为1毫米，则起泡时间就增加到1500小时。显而易见，如果胶衣厚度太薄，整个产品的性能将会大大的降低。因此，这是影响产品抗起泡性的最主要的因素之一，并且是生产工艺中所要控制的最重要的环节，好在我们可以使用很便宜的测厚仪就可以很方便地测量并控制好胶衣的厚度。采用不同类的积层树脂也会多复合材料的抗起泡性能产生重要影响。采用同样品质的间苯胶衣，邻苯积层树脂可以抗70小时而不起泡，间苯可以抗120小时，而乙烯基树脂则可以抗250小时。采用更高品质的原材料将不可避免会增加成本，但这钱花得却很值得，因为这样将会大大减少客户对起泡现象的投诉。就拿一艘价值3

7、0,000英磅的32英尺级的游艇来说，如果我们采用的是专门的航海级间苯胶衣和积层树脂，我们仅仅增加了0.5%的成本，也就是150磅罢了。复合材料中另外一个最主要的组成也就是各种型号的玻璃纤维了。在我们的研究中，我们选用了三种不同的对比实验：1、一系列乳化和粉末粘合毡2、方格布和针织毡。3、各种表面薄毡不同的玻璃纤维毡会影响发生起泡的时间。玻璃纤维生产商们对每种玻毡的纤维浸润剂和粘合剂的准确本质都采取了适当的保