從圖4中可以看出彎曲模量隨浸泡時(shí)間的增加 直呈下降趨勢(shì),下降速率是有所不同的。 下面用 SPSS軟件對(duì)不同浸泡天數(shù)下試樣的彎模量進(jìn)行單因素方差分析,分析結(jié)果如表3所示。
取顯著水平a= 0.05,在 LSD方法中浸泡 7天和 14天后的彎曲模量都沒有顯著變化(概率P值分別為 0.11、0.O37),浸泡 21天后彎曲模量產(chǎn)生顯著降低(概率 P值為 0.003),由此可見短時(shí)間浸泡不會(huì)導(dǎo)致材料彎曲性能的顯著降低。
3.2 彎曲性能變化原因分析
海水和蒸餾水對(duì)復(fù)合材料性能的影響主要在于 吸濕速率和吸濕量的不同,進(jìn)而對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響存在一定差異,但水分子對(duì)材料的作用機(jī)理是相同的。水分進(jìn)入復(fù)合材料,可促使樹脂基體溶脹,甚至使其中的酯健 一COOR一及 -cH2-0 -水解,大分子鏈斷裂,還溶解某些可溶性助劑,破壞樹脂結(jié)構(gòu);水還可侵蝕玻璃纖維,使其中的堿金屬 氧化物溶解,擴(kuò)展其表面裂紋,使纖維強(qiáng)度降低;水 作為一種極性溶劑對(duì)玻纖復(fù)合材料界面相的影響, 主要是對(duì)化學(xué)健的破壞和使其物理吸附強(qiáng)度的減 弱,致使界面出現(xiàn)發(fā)泡、脫膠,以致老化失效。 界面是纖維復(fù)合材料三要素(纖維、基體樹脂、界面) 中最主要的元素,纖維或基體的應(yīng)力都會(huì)通過其間 的界面?zhèn)鬟f,形成整體的宏觀力學(xué)行為。水分子的進(jìn)入對(duì)上述三個(gè)要素都會(huì)產(chǎn)生破壞,但對(duì)纖維樹脂界面的破壞,是引起材料力學(xué)性能下降的主要原因。復(fù)合材料的彎曲性能不僅與纖維、基體及界面的性能有關(guān),還與孔隙的相對(duì)含量以及測(cè)試條件(如加載速率、溫度等)、試樣的跨高比以及撓度等 有密切的關(guān)系,這里不做細(xì)敘。
與其他受力狀態(tài)相比,復(fù)合材料在彎曲時(shí)的應(yīng) 力狀態(tài)相對(duì)復(fù)雜,既有拉應(yīng)力、壓應(yīng)力 ,還有剪應(yīng)力和局部擠壓應(yīng)力,正是由于彎曲時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜,從而能比較全面地反應(yīng)材料的綜合性能,材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微小變化就能引起彎曲性能的下降。
4 結(jié) 論
通過實(shí)驗(yàn)及對(duì)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),材料浸泡在海 水中短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生彎曲模量的顯著性下降,浸泡21天后開始出現(xiàn)顯著性下降。復(fù)合材料在受到彎曲時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜,影響因素也相對(duì)較多,彎曲性能產(chǎn)生下降的主要原因是水分子對(duì)復(fù)合材料樹脂 一基體界面的浸蝕。