国家标准计划《聚合物基复合材料吸湿性能及平衡状态调节试验方法》由 TC39(全国纤维增强塑料标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会。
主要起草单位 中国航发北京航空材料研究院 。
| 83 橡胶和塑料工业 |
| 83.120 增强塑料 |
目的是建立具有广泛适用性的聚合物基复合材料吸湿性能及平衡状态调节试验方法。
大多数聚合物材料都能够从周围环境中吸收少量的水,水分的吸收会对材料的性能产生一定影响。
在材料内部没有开裂或其他水份吸收路径时,通常认为水分增加的物理机制是质量扩散,质量扩散遵循Fick定律(水分扩散类似于热扩散)。
和材料表面水分吸收和蒸发的速度相比,水分在材料内部的扩算速度要慢的多。
水分的扩散速率比热流热扩散低很多数量级。
在潮湿环境下曝露几周或几个月之后,材料最终会吸收足够量的水分。
这种被吸收的水可能造成尺寸变化(膨胀),降低聚合物的玻璃化转变温度,并降低与基体和基体/纤维界面有关的复合材料力学性能(大大降低材料的最高使用温度)。
吸湿通常是结构设计需要考虑的因素,这就要求材料在典型的吸湿暴露后进行性能评定。
需要注意,潮湿环境下的吸湿性能不同于流体浸润和加压蒸汽环境下的吸湿性能。
后面这些环境情况改变了材料的扩散特征,产生了较高的平衡吸湿量,因此,除非其模拟了所讨论问题的应用环境,否则不应加以使用。
通过加速吸湿的办法使试样达到吸湿平衡状态或饱和状态。
拟制定的标准规定了常用的复合材料试样伴随件、吸湿条件、吸湿过程和吸湿平衡的判据等,这些规定对后续测得的性能数据的真实性、研究吸湿对复合材料性能的影响等具有重要意义;该标准提供了推荐的吸湿方案、解决了现有国内外标准间技术内容差异大、选择难的问题。
该标准将是国内第一个技术全面、科学,且具有广泛适用性的聚合物基复合材料吸湿性能及平衡状态调节试验方法,将在材料研制、结构设计以及材料湿热老化、稳定性和等同性研究等方面有重要意义。
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本标准规定了测定聚合物基复合材料层合板吸湿性能及进行吸湿平衡状态调节的试验原理、试验装置和仪器、试样、试验条件、试验步骤、试验结果计算和试验报告。 本标准适用于测定聚合物基复合材料层合板的平衡吸湿量、平衡吸湿时间和湿扩散系数,以及通过状态调节获得材料的吸湿平衡状态。