海洋環(huán)境用復(fù)合材料型材拉擠制備工藝與性能研究.pdf

1、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗疲勞、耐腐蝕和電絕緣等優(yōu)點，在海洋工程領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。拉擠制備工藝是制備高性能、高纖維含量、快速低成本的復(fù)合材料型材的一種重要成型方法。將拉擠型材應(yīng)用于海洋工程時必須要考慮海洋環(huán)境因素，通常為鹽霧環(huán)境、光老化及介質(zhì)腐蝕對材料性能的影響。本文通過對乙烯基酯樹脂的特性及在不同條件下固化行為的研究，得到復(fù)合材料型材的拉擠成型工藝，然后制備出玻璃纖維增強(qiáng)乙烯基酯樹脂拉擠型材；在實驗室條件

2、下對復(fù)合材料型材的耐中性鹽霧腐蝕性能、耐氙燈老化性能及耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕性能進(jìn)行評價；將復(fù)合材料型材作為太陽能組件邊框應(yīng)用于海洋環(huán)境中，長期試驗后評價了復(fù)合材料的力學(xué)性能及其對太陽能電池特性的影響。
　　在材料制備之前，首先評價了乙烯基酯樹脂是否適合于拉擠成型。采用紅外光譜分析的方法研究了乙烯基酯樹脂的結(jié)構(gòu)特性，乙烯基酯樹脂具有酯鍵、不飽和雙鍵及甲基，其耐腐蝕性能良好且能夠快速固化，適用于拉擠成型；然后對乙烯基酯樹脂是否適用于海洋環(huán)境

3、進(jìn)行了評價，通過熱失重測試方法分析了乙烯基酯樹脂的耐溫性，固化后樹脂的熱分解溫度較高，可以在較高環(huán)境溫度下使用；最后，對拉擠成型的工藝參數(shù)進(jìn)行了預(yù)測，通過差示掃描量熱法對不同條件下乙烯基酯樹脂的固化行為進(jìn)行研究，隨著升溫速率的升高，開始固化的時間提前，固化反應(yīng)變劇烈，通過最小二乘法擬合出各固化特征參數(shù)；當(dāng)高溫引發(fā)劑與低溫引發(fā)劑的含量分別為樹脂含量的1％和0.3%時，得到拉擠復(fù)合材料的各項性能較好。
　　通過拉擠工藝制備出復(fù)合材料型

4、材，并對其耐腐蝕性能和耐老化性能進(jìn)行評價。在中性鹽霧試驗箱中試驗1000h后，復(fù)合材料型材的質(zhì)量有所增加，其力學(xué)性能保留率較高；將試樣浸泡在80℃的酸、堿、鹽、水及有機(jī)溶劑中，進(jìn)行加溫腐蝕試驗，經(jīng)過28d的浸泡試驗后可以發(fā)現(xiàn)在不同的化學(xué)介質(zhì)中材料的質(zhì)量變化率不同，巴氏硬度隨著時間的延長均有所下降，力學(xué)性能下降；在氙燈老化試驗箱中經(jīng)過1000h試驗后，表面噴涂氟聚氨酯半光磁漆的復(fù)合材料比表面未作處理的復(fù)合材料的力學(xué)性能保留率高。