碳纤维缠绕复合材料NOL环的吸湿过程与性能关系

陈世乐¹，隋刚²，陈孝鹏¹，于运花²，郭晓东¹，杨小平²，李默宇²，曾玮²

(1.中国航天科工集团公司,第六研究院41所,呼和浩特,010010;
2.北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京,100029)

摘要:以碳纤维缠绕复合材料NOL环为研究对象,建立了一种研究碳纤维缠绕复合材料的壳体或压力容器在存贮和使用过程中湿热性能的加速老化方法.将复合材料NOL环分别浸泡在35℃、55℃、65℃和75℃蒸馏水中,研究其吸湿特性、动态力学性能以及静态力学性能的变化.结果表明,根据NOL环的吸湿特性,其吸湿过程可分为3个阶段:固有自由体积控制扩散吸湿阶段;分子链松弛控制吸湿阶段;界面破坏及裂纹扩展控制吸湿阶段.当湿含量达到1 wt%左右时,复合材料进入界面破坏吸湿阶段,性能明显下降,剪切强度和弯曲强度保留率约为75%和67%,Tg下降了20℃.该结果可为碳纤维缠绕复合材料壳体或压力容器的存贮寿命的预测与评价提供重要依据.

关键词:NOL环; 湿热老化; 碳纤维; 环氧树脂; 纤维缠绕;

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