热氧、湿热和热水老化对T300/BHEP复合材料
玻璃化转变温度的影响
可宇2
詹茂盛’李小换’许文2刘
（1北京航空航天大学材料学院，北京100191）（2航天材料及工艺研究所，北京100076）
文摘通过对碳纤维/环氧复合材料(T300/BHEP)进行热氧、湿热和热水老化研究，得到了材料的质量变化率和T,随老化条件的演变规律，分析了老化机理。结果表明：T300/BHEP复合材料在热氧老化条件下，因后围化和自由体积收缩，T升高：在湿热和热水老化条件下，因水分塑化作用和水对分子链间氢键的破坏，T,降低。三种老化条件下，T与质量变化率均呈线性关系。对比80℃热氧、80℃/RH75%湿热和80℃热水老化条件下的结果，发现水分的塑化作用对T,的影响要大于因热的作用产生的后固化，且湿度越大，T,降低越明显。
关键词热氧老化，热水老化，复合材料，玻璃化转变温度
ChangesofTofT300/BHEPCompositeinThermo-Oxidative，
Hygrothermal and Hot Water Aging Conditions
ZhanMaosheng
LiXiaohuan'
XuWen?
Liu Yu?
(1 Beihang University, Beijing 100191)
(2Aerospace Research Institute of Msterials & Procesing Technology,Beijing100076)
Abstract The aging of carbon fiber/epoxy resin composite(T300/BHEP) in thermo-oxidative, hygrothermal and hot water aging conditions are studied,the changes of weight and glass transition temperature( T,) with aging con-ditions are tested and analyzed the aging mechanisms. Results show that the T, of T300/BHEP composite increases in thermo-oxidative aging conditions because of post curing and free volume shrinkage, and the plasticization of water causes decrease of T, in hygrothermal and hot water aging conditions. In these three aging conditions, T, is linear with the weight change ratio. Through contrasting the results of 80°C thermal-oxidative aging, 80°C/RH75% hygrothermal aging and 80 hot water aging,the plasticization of water have more impact on T, than post curing, and T,decreases more significantly when the humidity is higher.
Key wordsThermo-oxidative aging,Hot water aging,Composites,Glass transition temperature
0引言
碳环氧结构复合材料老化性能和老化机理研究可以通过对老化过程中复合材料的T变化来考察，它既能反映温度、湿度、水分及时间对复合材料性能的影响，也可判明不同老化条件下影响复合材料性能变化的主导因素。
张艳萍和李晓骏等(1-2]研究表明，在较低温度下，因物理老化和后固化的作用，复合材料T升高；在较高温度下，因环氧树脂分子链的断裂和交联密度的减小，复合材料T,降低。Y.C.Lin等[3]研究表
明，湿热环境下的温度引起树脂进一步固化，使T，提高；湿度对基体起增塑和水解作用，使T,降低，两者的互相冲突导致了T,值的波动。王晓洁等(4研究表明，T，随湿热老化时间的延长先降低后趋于稳定，指出水对其影响主要发生在界面和基体中，随水含量趋于饱和，T,的变化也随之趋缓。G.C.Papanicola ou[5]等研究表明.随热水浸泡时间的延长，由于后固化的影响T,增大,且T,与老化时间的对数g是近似直线上升的关系。詹茂盛等(6]研究了环氧基复合材料的热水老化，结果表明T,降低。
收稿日期：2010-0824；修回目期；2010-1020
作者简介：鲁茂盛，1954年出生，教投，主要研究方向为高分子及复合材料。E-mail;hanms@buaa.edu.cn
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万方数据
http://www.yhclgy.com宇航材料工艺2011年第3期