老化复合材料管道耐久性增强：石墨烯纳米片改性玄武岩纤维增强聚合物的低速冲击性能

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复合材料管道广泛应用于天然气、石油和化学流体的输运，常受低速冲击载荷威胁而导致结构完整性受损。冲击作用与水和高温等环保因素长期暴露相结合，加速了材料降解。本研究评估了石墨烯纳米片（GnPs）在增强玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）复合材料管道冲击抗力和水热老化条件下长期耐久性的有效性。采用缠绕角±55°的缠绕工艺制备了未改性和0.25 wt.% GnPs改性BFRP复合材料管道。管道在80°C水中进行水热老化处理，时间分别为15、30、45和60 d，随后进行20 J和40 J的低速冲击试验。结果表明，冲击能量从20 J增加到40 J时，未改性样品的最大接触力增加约22%，GnPs改性样品增加约35%，反映了GnPs提供的刚度和冲击抗力增强。水热老化降低了所有样品的最大接触力，60 d后降幅最显著：未改性样品在40 J冲击下下降约57%，而GnPs改性样品仅下降约21%。这些结果表明GnPs通过限制刚度损失和损伤扩展，有效缓解了老化引起的冲击性能衰减。损伤分析进一步证实了GnPs在长期老化条件下保护结构完整性的有益作用。总体而言，这些发现突出了GnPs改性BFRP管道在工业应用中增强耐久性和冲击抗力的潜力。

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