国家标准计划《纤维增强复合材料 用密封压力容器加速吸湿和过饱和状态调节的方法》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 北京玻璃钢研究设计院有限公司等 。
| 83 橡胶和塑料工业 |
| 83.120 增强塑料 |
本标准等同采用ISO国际标准:ISO 22836:2020。
采标中文名称:纤维增强复合材料 用密封压力容器加速吸湿和过饱和状态调节的方法。
纤维增强复合材料,具有比强度高、比模量高、密度低、可设计性强、耐热性好、抗腐蚀等优良性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、能源、电子电器、建筑材料等重要领域。
众所周知,在纤维增强复合材料的生产过程中,其含水量要低于使用过程,因为生产过程在较高的温度下进行,并使用干燥成分进行最佳的质量控制。
但是,在纤维增强复合材料的使用过程中,对于大多数的纤维增强复合材料及其制品而言,或多或少都会从使用环境中吸湿,尤其是较为潮湿的环境中,吸湿将会对纤维增强复合材料的力学性能(如:拉伸、弯曲、压缩、冲击和剪切等)或热性能(如:Tg和热变形温度等)产生一定的影响。
根据前人的研究试验表明,一般至少要经过6个月后,纤维增强复合材料才会吸收足量的水分,从而达到饱和吸湿量,而如果按照此种方法研究材料的吸湿性能,就会将材料的研发和筛选过程大大延长,为迫切解决这一问题,就需要制定加速吸湿的方法,目前国内没有与纤维增强复合材料用密封压力容器加速吸湿相关的国家标准和行业标准发布。
为在室温下,用较短时间在试验材料中获得几乎相似的饱和吸湿条件,本文件将试验材料放置在密封压力容器内,在更高温度和更高湿度的条件下(如:120℃和0.2MPa的饱和水蒸气压力,无空气(氧气)气体条件下)吸湿。
温度越高,水分子在材料中的扩散速率越高,水蒸气压力越高,水分子从外部进入材料表面的频率就越高,因此,可在较短的时间内获得材料的平衡和饱和吸湿条件。
但是,如果将这种具有饱和吸湿的材料冷却到室温,由于水分子内部扩散速度慢,表面水分子释放速度慢,这种材料会过饱和吸湿,基于此,可得到纤维增强复合材料的过饱和吸湿条件。
重要的是,该方法不会导致试验材料降解,此外,将该条件模拟为实际条件,可得到室温下的饱和平衡吸湿量。
本试验方法的目的是在研究和开发过程中筛选最佳材料。
本文件的制定将对研究纤维增强复合材料的吸湿性能具有重要意义,对科研人员研发新材料、耐湿热老化研究、结构设计和稳定性研究等方面具有重要的参考价值。
本文件的制定将进一步完善纤维增强复合材料的标准体系、提升纤维增强复合材料制品的质量,促进纤维增强复合材料行业的健康可持续发展。
本文件规定了纤维增强复合材料在100℃以上加热温度和饱和水蒸气压力下用密封压力容器加速吸湿和过饱和状态调节的方法。本文件适用于Tg大于150℃的碳纤维增强热固性或热塑性复合材料及其制品。本文件也适用于Tg大于150℃的其他纤维(如玻璃纤维)增强复合材料。主要技术内容包含:试验原理、仪器设备、试验步骤和试验报告等。