碳纖維復合材料的耐老化性究竟如何？

    碳纖維復合材料在使用過程中面臨的考研還是比較多的，如陽光、鹽霧、機械摩擦、化學藥品、蒸汽和老化等。在這些年的實驗和應用中，出色的表現(xiàn)讓碳纖維復合材料深受重視。今天來聊聊碳纖維復合材料日常使用中出現(xiàn)的老化問題。

 

 

    碳纖維復合材料的老化情況分析

 

    陽光及光熱效應是碳纖維復合材料老化的主要因素之一，陽光中的可見光和紅外線容易被碳纖維復合材料的高聚物吸收，吸收部位溫度升高，促進氧化作用，加快老化。其中的原理離不開化學反應，在溫度和氧氣的聯(lián)合作用下，碳纖維復合材料中的樹脂基體自動催化。

 

    熱量不僅會引發(fā)和促進碳纖維復合材料中高聚物基體的氧化反應，引起交聯(lián)或降解，還會促進高聚物發(fā)生水解、醇解和胺解等反應。陽光隨著日出日落更迭而變化，使得碳纖維復合材料接受的陽光呈規(guī)律性的周期變化，引起相應的膨脹和收縮，長時間的內(nèi)應力作用產(chǎn)生疲勞和老化。

 

    環(huán)境老化是最為普遍的一種老化情況，不同環(huán)境下碳纖維復合材料的老化情況并不相同。有國外實驗室模擬了多種不同的環(huán)境，包括亞濕熱氣候、寒溫帶、內(nèi)陸及沿海不同區(qū)域等。實驗發(fā)現(xiàn)碳纖維復合材料在這些大氣環(huán)境種長久使用時，彎曲強度保持率較高，整體的耐候性較好。其中，亞濕熱氣候區(qū)及沿海地區(qū)的老化程度較溫帶、內(nèi)陸和寒溫帶更嚴重。

 

    經(jīng)過對碳纖維復合材料樣品的長時間觀察，發(fā)現(xiàn)陽光、氧氣和潮濕這3種氣候條件的聯(lián)合作用是碳纖維復合材料加速老化的主要因素。碳纖維復材的老化過程，是由表面開始，逐漸往內(nèi)部擴展，這就給碳纖維生產(chǎn)一個啟發(fā)。改善碳纖維表面狀態(tài)，來阻擋這些老化因素的侵襲，是應對碳纖維成品老化的核心對策。