可回收热塑性玻纤复合材料的吸湿热老化及回收对力学和热性能的影响

摘要整理

玻纤增强聚合物复合材料因其高比强度和耐腐蚀性能，在海洋应用领域（包括可再生能源装置和潜艇）中得到广泛应用。随着可持续发展的重视，可回收热塑性复合材料在海洋能源应用中受到关注。这类材料面临高氯盐水、紫外辐射、压力和热循环等恶劣环境，这些因素会影响其耐久性和可回收性。本研究考察了吸湿热老化对Elium玻纤复合材料可回收性的影响。通过机械研磨对样品进行回收处理，并对老化和未老化样品的力学及热性能进行对比。海水老化后，未老化复合材料的拉伸强度和模量分别下降25%和13%，主要由于水分沿纤维-基体界面的渗透。回收复合材料的弯曲强度降低，这是因为长纤维复合材料在回收过程中转化为短纤维。差示扫描量热法（DSC）表明老化后玻璃化转变温度无明显变化。25%的质量损失归因于玻璃纤维的热稳定性。动态力学分析（DMA）显示储存模量随老化而增加，断裂分析证实老化复合材料呈现混合型破坏模式。研究表明，吸湿热老化降低了Elium®玻纤复合材料的力学性能，破坏机制主要为基体开裂和界面粘结失效；玻璃化转变温度不受吸湿热老化影响；断裂复合材料可通过热成型工艺成功回收，但回收复合材料的弯曲强度有所降低。

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