可降解环氧树脂基碳纤维增强复合材料的吸湿热老化性能研究

摘要整理

可降解碳纤维增强复合材料（CFRP）在吸湿热条件下的耐久性对其实际应用至关重要。本研究以生物基二缩水甘油醚五羟基戊烷香兰素二聚体（DEPVD）环氧树脂浇注体及其CFRP为研究对象，系统考察了吸湿热老化（60°C、80% RH、90天）对含水量、力学性能和热学行为的影响。研究表明，可降解环氧树脂浇注体和CFRP的吸水响应呈现初期Fick扩散响应和后期长期劣化响应的两阶段特征。树脂浇注体的饱和含水量为2.30%，CFRP的饱和含水量为0.50%。经水热老化后，CFRP的拉伸强度和剪切强度分别下降4.0%和9.2%。可降解环氧树脂浇注体的玻璃化转变温度升高3.2%，而CFRP的玻璃化转变温度下降6.77%。动态粘弹性表现出非线性变化规律。微观分析表明，水分入侵导致界面分层，破坏了氢键并引发水解反应，最终导致材料整体性能劣化。研究结果为可降解环氧树脂基CFRP在实际服役环境中的应用提供了实验依据和机理支撑。

相关论文