ZnO/OMMT纳米粒子改性玻纤增强复合材料在紫外辐射和湿热老化条件下的耐久性提升

摘要整理

玻纤增强复合材料（GFRP）对紫外辐射、温度和湿度具有高度敏感性，这些因素导致其力学性能下降。本研究通过在不饱和聚酯（UP）和乙烯基酯（VE）树脂中掺入纳米氧化锌（ZnO）和有机蒙脱土（OMMT），以改善GFRP复合材料的紫外辐射耐性和湿热耐性。将纳米ZnO/OMMT改性的UP和VE基GFRP复合材料分别在紫外辐射和30°C、50°C、60°C（相对湿度95%）的湿热环境中老化90天。研究测试了质量损失、吸水率、色差、弯曲性能和层间剪切强度。与未改性GFRP试样相比，ZnO/OMMT改性降低了质量损失、色差变化、饱和吸水率和扩散系数。经过90天紫外辐射暴露后，纳米改性GFRP复合材料的弯曲强度和层间剪切强度分别比未改性GFRP提高23.5%和27.8%。在60°C湿热条件下，纳米ZnO/OMMT改性也使弯曲强度和层间剪切强度分别提高26.5%和27.2%。此外，基于力学性能变化和Arrhenius速率模型，建立了纳米改性FRP复合材料寿命预测模型。

相关论文