DOI:10.11858/gywlxb.20220641玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料的湿热老化力学性能柏慧1，惠虎2，杨宇清3（1.上海宝钢包装股份有限公司,上海200940；2.华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237；3.上海市特种设备监督检验技术研究院,上海200062）摘要：为掌握玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料经湿热老化后的力学性能，采用真空辅助注射成型技术，制作玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料层合板，并根据复合材料压力容器在服役过程中的受力特点，利用水切割技术将层合板制成弯曲和剪切试样。考虑到压力容器的使用工况，对试样进行浸泡加速老化试验，分析了在不同温度和周期下复合材料的质量和力学性能变化。结果表明，随着浸泡时间的增加，复合材料的弯曲和剪切性能逐渐降低。相比于浸泡时间的影响，温度对复合材料性能的影响更显著，如在90℃水中浸泡6周后，复合材料的剪切强度、弯曲强度以及弯曲模量降为初始值的1/2。关键词：玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂；水浸泡；老化；力学性能中图分类号：O347文献标识码：A复合材料压力容器因其质量轻、抗疲劳性好、抗震性高、耐腐蚀性好等优异性能而广泛用于航空航天、运载工具、潜艇、医疗等领域[1–3]。在服役过程中，除了承受外界各种载荷的作用，复合材料压力容器还要面临各种复杂环境对其造成的恶劣影响，从而产生老化[4]。导致老化的因素可分为物理因素和化学因素，包括光、热、电、机械外力、空气氧化、酸和碱的作用等。在这些老化因素中，对复合材料影响最大的是温度和湿度，导致材料的物理和机械性能降低[5]。老化损伤会降低压力容器的使用寿命和安全性，产生巨大的安全隐患，因此有必要对复合材料老化损伤后的力学性能展开研究，以有效预测复合材料压力容器在特定工况下的使用寿命。在湿热的环境中，温度和湿度的上升会加速复合材料的老化，使其产生损伤，造成材料性能退化，进而使复合材料压力容器的整体性能降低[6]。诸多研究人员通过老化试验研究了复合材料层合板拉伸应力的变化规律，系统分析了材料老化的损伤机理[7–10]。其中，Netravali等[11]研究了环氧树脂在湿热老化作用下的变化，发现70℃水浸泡下环氧树脂的拉伸性能优于25℃水浸泡下的性能，将材料烘干后，水分子对其微观结构的影响恢复如初。侯宗姊[12]从湿热老化的时间和温度对玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的长期耐久性进行了研究，利用时温等效原理预测了该类复合材料的寿命。张厉丰[13]研究了湿热、雾盐、海水、紫外和...
