不飽和聚酯玻璃鋼的加速老化研究


  通過氙燈人工加速老化、熱氧人工加速老化和西部自然大氣老化試驗,可以研究191#不飽和聚酯玻璃鋼及純樹脂的老化行為和規律。測試試樣的彎曲強度、層間剪切強度和沖擊韌性隨老化時間的變化;了解滑石粉填料對玻璃鋼老化行為的影響;了解環境因素對玻璃鋼及純樹脂表面光澤度、黃色指數及表面微觀形貌的影響;用動態力學分析(DMA)分析老化前后純樹脂的動態力學性能。
  氙燈老化輻照強度為1000±200W/m2,溫度40℃,噴淋周期18min/102min(噴淋/不噴淋)。隨著老化時間的延長,純樹脂的彎曲強度先增大后減小,2100h后彎曲強度下降了6.5%;玻璃鋼彎曲強度呈增大趨勢,1800h 后強度增大17%,玻璃纖維增強了玻璃鋼的耐老化性;有填料的玻璃鋼彎曲強度先增大后減小,1800h 后強度下降7.8%;無填料和有填料玻璃鋼的層間剪切強度下降均很明顯,1800h 后分別下降42.7%和46.2%;玻璃鋼的沖擊韌性變化不大;無機填料降低了玻璃鋼的耐光氧老化性能。
  老化后試樣表面產生大量裂紋,光澤度下降幅度大,2100 小時后純樹脂和玻璃鋼的失光率分別為86%和91%。純樹脂的DMA 表明:1800h 后高彈態儲能模量下降了21%,樹脂發生了少量降解; Tg 由85℃上升到89℃,分子鏈鏈段的運動能力下降。 70℃熱氧老化5600h 內,純樹脂及玻璃鋼呈現明顯的強度增大、韌性下降趨勢。5600h 后玻璃鋼的彎曲強度和層間剪切強度均增大50%左右,沖擊韌性下降了14.3%;填料對玻璃鋼的熱氧老化性能影響不大;試樣的表面形貌和光澤度變化較小,但變黃現象明顯。
  DMA 表明:3600h 后純樹脂高彈態儲能模量變化不大;玻璃態儲能模量增大,剛度增大;Tg 從85℃升高到88℃。 玻璃鋼在拉薩、尉犁、江津和武漢四個曝曬點自然老化一年后的拉伸、彎曲和層間剪切強度呈增大趨勢;拉薩和尉犁的強輻射和干旱氣候使玻璃鋼的彎曲和層間剪切強度提高較明顯;武漢和江津的高溫濕熱環境對玻纖/樹脂界面結合性能影響較大;自然老化后玻璃鋼的表面光澤度和形貌變化不大。DMA 表明:拉薩太陽輻射強度和輻照量大,則純樹脂的高彈態儲能模量下降的程度越大;老化后幾個地區純樹脂的Tg 均有提高,但相差不大。研究表明:191#不飽和聚酯玻璃鋼具有較好的耐大氣老化性能;老化對玻璃鋼力學性能影響大的是層間剪切強度;光是引起樹脂降解的主要因素;光、熱和水的協同作用是玻璃鋼表面和玻纖/樹脂界面老化破壞的主要影響因素。
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