老化温度和时间对含有无机填料的玻璃纤维增强树脂复合材料的影响

《Polymer Composites》：Effects of Aging Temperature and Time on Glass Fiber Reinforced Resin Composites Incorporating Inorganic Filler

玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料（GFIRPs）的机械性能随老化温度和时间变化显著，40-80℃短期老化可提升性能（80℃时强度达基准55%），但180℃导致性能下降76%-80%；120℃下10天以内性能优化，长期则引发氧化和微损伤。研究为优化GFIRPs制备工艺提供依据。

　　

摘要

由于具有优异的性能，玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料（GFIRPs）被广泛应用于道路工程和建筑工程等领域。然而，温度对其性能的影响机制仍不明确。本研究通过弯曲试验、压缩试验、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）系统地研究了老化温度和时间对GFIRPs的力学性能、热稳定性和微观结构的影响。在40°C至80°C的低温范围内，树脂的固化程度提高，组分之间的粘结强度增强，从而提升了GFIRPs的力学性能。在80°C下老化时，其力学性能达到最大值，相比基线（40°C）提高了约55%。然而，当温度超过80°C时，力学性能开始下降；在180°C时，其抗弯强度和抗压强度分别比基线降低了约76%和80%。关于老化时间的研究表明，在120°C下进行短期老化（最长10天）可以通过增加树脂的固化程度和界面粘结强度来提升力学性能，而长期老化（超过10天）则会导致热氧化、微观损伤和性能下降。研究结果表明，60°C和80°C等低温可以在短期内改善GFIRPs的性能，而长期暴露在高温下则会造成不可逆的结构损伤。这为优化GFIRPs的制备工艺、提高其耐久性和扩展其应用范围提供了科学依据。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。