基于回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻纤增强复合材料疲劳寿命分析与损伤评估

摘要整理

通过将回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET）作为基体材料用于复合材料制造，可以提高其回收利用的可行性。复合材料的结构应用几乎总是涉及疲劳加载，因此评估基于回收PET的复合材料疲劳性能对充分发挥其潜力至关重要。本研究以提高回收PET基树脂的可接受性为目标，采用真空灌注工艺制备了纤维堆积序列为[0/(±45)₂/0]ₜ的玻纤增强复合材料层板，并评估了以回收PET衍生的不饱和聚酯树脂（rPET-UPR）为基体的玻纤复合材料的疲劳性能。疲劳试验在应力比R=0.1条件下进行，应力水平为极限抗拉强度（UTS）的40%~80%。结果表明，rPET-UPR基复合材料的疲劳寿命低于原生聚酯基复合材料。然而，采用双参数威布尔分布进行统计分析表明，与原生聚酯树脂基复合材料相比，这些复合材料疲劳寿命的离散性不存在有害影响。由于rPET-UPR基体的更高降解和较弱的界面性能，疲劳加载过程中产生的自热温度比原生树脂基复合材料高13%。复合材料表现出三阶段刚度衰减曲线，失效前刚度损失范围为20%~35%，与实验损伤观察结果相关性良好。在高应力水平下观察到非均匀的快速损伤扩展，而在低应力水平下观察到更均匀的损伤区域。

相关论文