热衰老对GF/PBT复合材料机械性能和形态学的影响
Xiuqi Xu1, Jiangang Deng2,3, Siyu Nie4
1Department of Electrical Engineering and Automation, China Three Gorges University, Yichang 443002, China.
Polymers
|September 28, 2023
概括
热老化显著削弱了玻璃纤维 (GF) 增强的聚乙烯二甲 (PBT) 复合材料. 由于GF和PBT矩阵之间的接口损坏,老化的温度增加会降低强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物复合材料 聚合物复合材料
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 聚乙烯二甲 (PBT) 是一种广泛使用的工程热塑性塑料.
- 玻璃纤维 (GF) 增强增强了PBT复合材料的机械性能.
- 了解GF/PBT在热应力下的长期性能对于结构应用至关重要.
研究的目的:
- 研究热老化对20%GF/PBT复合材料机械性能的影响.
- 分析热老化过程中的微观结构变化和界面粘附降解.
- 为了确定老化温度和GF/PBT的机械性能之间的关系.
主要方法:
- 20%的GF/PBT复合材料样本在85°C至145°C的温度下在空气中经过热老化.
- 在老化之前和之后测量了拉伸和的机械性能 (强度和弹性模量).
- 微结构分析的重点是玻璃纤维与PBT矩阵之间的接口.
主要成果:
- GF/PBT复合材料的拉伸和屈曲强度随着温度老化增加而显著下降.
- 弹性模块在很大程度上不受热老化的影响.
- 增高的老化温度导致GF和PBT之间的分离更加明显,暴露的纤维更光滑,表明界面粘附性降低.
结论:
- 热老化,特别是在更高的温度下,降低了GF/PBT复合材料的机械强度.
- 强度降低的主要原因是GF和PBT矩阵之间的界面损伤,由差异热膨胀驱动.
- 由于这种接口降解,GF/PBT复合材料在热老化后会出现脆脆的断裂.
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