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单向CF/PA6复合材料性能劣化及老化寿命预测

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利用热压成型工艺制备出碳纤维(CF)/尼龙6(PA6)复合材料单向板,并将复合材料试样置于蒸馏水热水浴中,分别在25,60,80℃下进行不同时间的湿热老化,再对湿热老化后复合材料试样进行吸湿测试、三点弯曲测试、微观形貌表征,探究复合材料的吸湿规律、力学性能劣化规律和微观形貌变化,并对复合材料的长期寿命进行预测.结果发现,复合材料在25,60℃下的吸湿行为基本符合Fick扩散定律,而80℃下在老化最后阶段出现了背离Fick扩散定律现象.复合材料的弯曲强度随老化温度、老化时间的增加呈下降趋势,分别在25,60,80℃下老化120 d后,试样弯曲强度分别下降了22.78％,25.0％,26.25％.但是老化温度、老化时间对弯曲弹性模量无显著影响,且CF与PA6树脂之间的界面黏合性能随着温度、时间的增加逐渐变差.以绍兴2021年平均温度作为服役温度,基于加速老化测试模型和阿伦尼乌斯理论建立了CF/PA6复合材料在服役环境下剩余弯曲强度的预测模型,可预测到1400 d后,CF/PA6复合材料的弯曲强度保留率在64.8％左右.
Property degradation and life prediction of unidirectional CF/PA6 composites

CF/PA6 compositemoisture absorption behaviorflexural propertymicromorphologylife prediction

余冰、任天翔、缪宏超、陈立峰、沈伟、王伟、赵德方、占海华

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绍兴文理学院纺织服装学院,浙江绍兴 312000

浙江省清洁染整重点实验室,浙江绍兴 312000

国家碳纤维工程技术研究中心浙江分中心,浙江绍兴 312000

纤维基复合材料国家工程研究中心绍兴分中心,浙江绍兴 312000

绍兴宝旌复合材料有限公司,浙江绍兴 312000

德州学院纺织服装学院,山东德州 253000

浙江大学材料科学与工程学院,杭州 310058

海亮集团有限公司,杭州 310000

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CF/PA6复合材料 吸湿行为 弯曲性能 微观形貌 寿命预测

浙江省"尖兵"、"领雁"研发攻关计划项目浙江省教育厅一般科研项目绍兴市产业关键技术攻关计划项目绍兴文理学院校级科研计划项目

2023C01097Y2021464032022B410092020LG1006

2024

10.3969/j.issn.1001-3539.2024.01.018

工程塑料应用
中国兵器工业集团第五三研究所 中国兵工学会非金属专业委员会　兵器工业非金属材料专业情报网

工程塑料应用

CSTPCD北大核心
影响因子：0.371
ISSN：1001-3539
年,卷(期)：2024.52(1)
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