[发明专利]一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料性能测试领域，具体涉及一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法。

背景技术

复合材料同传统金属及无机材料相比，具有更高的比强度、比刚度，已经广泛应用于各种结构部件。芳纶纤维复合材料因其更低的密度，兼有透波性质，更是在航空和航海领域具有广阔的应用前景。

温度与湿度是导致芳纶纤维复合材料老化的重要因素，温度的升高会促进树脂基体内部分子链的运动，导致原本均匀的树脂基体发生变质；而湿度的增加会提高水分子进入复合材料内部的速率，进而使树脂基体发生溶胀，进一步加快了复合材料的老化变质。研究温度与湿度耦合作用对于芳纶复合材料老化的影响，有助于研究芳纶复合材料在高湿度环境下的稳定程度。目前，芳纶复合材料的湿热老化实验方法并不成熟，对于其老化程度的评价不够深入。

动态热机械分析作为复合材料的重要分析手段，广泛应用于树脂材料及树脂及复合材料的分析测试中，但将其用于芳纶纤维复合材料的湿热老化程度分析上，还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的局限性，提供一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法，该方法通过动态热机械分析湿热老化后的芳纶纤维复合材料，可以简单准确的评价芳纶纤维复合材料的湿热老化程度。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法，所述方法具体步骤如下：

步骤一：对芳纶纤维复合材料进行裁剪制样，保留原始对比组，对其余样片进行湿热老化处理；

步骤二：对步骤一中经过湿热老化处理后的芳纶纤维复合材料样片与未经湿热老化处理的芳纶纤维复合材料样片分别进行动态热机械分析；

步骤三：以湿热老化时间t为横坐标，以步骤二经动态热机械分析所得的玻璃化转变温度T为纵坐标，绘图，得到芳纶纤维复合材料的湿热老化拟合方程T=f(t)，根据此方程预测在该湿热老化条件下，芳纶纤维复合材料在任意时间点的老化程度。

本发明相对于现有技术的有益效果是：该方法工艺简单，重现性好，可将较为模糊的湿热老化程度与湿热老化时间的关系转化为动态热机械分析结果与湿热老化时间的关系，通过以指数函数拟合的方式，提出与实际偏差较小的拟合方程，是一种简单可行的芳纶纤维复合材料湿热老化程度的分析方法，对研究湿热环境下芳纶纤维复合材料的湿热老化行为有重要意义。

附图说明

图1是采用指数函数方程拟合数据点得到的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。

具体实施方式一：本实施方式记载的是一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法，所述方法具体步骤如下：

步骤一：对芳纶纤维复合材料进行裁剪制样，保留原始对比组，对其余样片进行湿热老化处理；

步骤二：对步骤一中经过湿热老化处理后的芳纶纤维复合材料样片与未经湿热老化处理的芳纶纤维复合材料样片分别进行动态热机械分析；

步骤三：以湿热老化时间t为横坐标，以步骤二经动态热机械分析所得的玻璃化转变温度T为纵坐标，绘图，得到芳纶纤维复合材料的湿热老化拟合方程T=f(t)，根据此方程预测在该湿热老化条件下，芳纶纤维复合材料在任意时间点的老化程度。

具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法，步骤一中，裁剪制样时，样品长度为50~70 mm，宽度为10~20 mm，厚度不大于4 mm。

具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法，步骤一中，湿热老化处理的方法如下：

将裁好的芳纶纤维复合材料样片使用无水酒精擦拭表面后，垂直浸没于去离子水中，进行湿热老化处理；湿热老化的温度为70℃，以逐渐增大的时间间隔取样，总试验时间为3000小时。

具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法，步骤二中，动态热机械分析的条件如下：测试模式为三点弯曲振动模式，升温速率为2~5℃/min，振动频率为1~5Hz，温度范围为20℃～380℃。

具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种芳纶纤维复合材料的湿热老化评价方法，步骤二中，动态热机械分析的测试结果中，以损耗模量或损耗因子的峰值所对应的温度作为芳纶纤维复合材料该老化时间点下的玻璃化转变温度T。