
百小時(shí)內(nèi)的完整變化記錄
老化時(shí)間外觀與質(zhì)量力學(xué)性能微觀結(jié)構(gòu)與化學(xué)變化
初期 (0-160h)顏色開始泛黃,表面光潔度下降。質(zhì)量損失較快,160h內(nèi)損失可能接近總損失的一半。“反常"增強(qiáng):拉伸、彎曲強(qiáng)度和硬度不僅沒降,反而短暫上升。這源于紫外光和溫度引發(fā)的后固化效應(yīng),讓樹脂分子鏈進(jìn)一步交聯(lián)。樹脂表面致密層被破壞,開始出現(xiàn)細(xì)微凹坑?;瘜W(xué)上表現(xiàn)為羥基、不飽和鍵等基團(tuán)的含量開始變化。
中期 (160-640h)泛黃程度不斷加深,表面逐漸失去光澤,可能出現(xiàn)細(xì)微裂紋。質(zhì)量損失進(jìn)入相對(duì)平緩的階段。性能“拐點(diǎn)"出現(xiàn):160h左右,拉伸、彎曲強(qiáng)度和模量開始掉頭向下,且下降速率較快。表面變得疏松,出現(xiàn)較多凹坑和微孔。材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生不可逆的改變,如分子鏈斷裂。
后期 (640-1440h)表面嚴(yán)重龜裂、翹曲變形,顏色很深。質(zhì)量損失持續(xù)增加,1440h后質(zhì)量損失率可達(dá)4.2%。性能顯著下降:1440h后,拉伸強(qiáng)度可下降16.7%~20.5%,彎曲強(qiáng)度下降15.6%~21.5%;硬度的保留率降至88.6%。表面呈現(xiàn)“片層狀海浪花樣",出現(xiàn)大量孔隙和裂紋。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可能升高,材料的脆性增加。
背后的原因:化學(xué)“內(nèi)傷"正在發(fā)生
材料的變化,根源在于紫外線引發(fā)的光氧化反應(yīng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是高能量的紫外光破壞了高分子材料內(nèi)部的化學(xué)鍵,尤其是樹脂分子鏈。
這個(gè)“內(nèi)傷"會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)主要的后果:
樹脂基體降解:大分子鏈斷裂,產(chǎn)生新的發(fā)色基團(tuán)(表現(xiàn)為黃變、變色)和微裂紋。
界面結(jié)合力下降:基體與增強(qiáng)纖維(如玻璃纖維)之間的結(jié)合變差,導(dǎo)致纖維更容易被拔出,宏觀上體現(xiàn)為強(qiáng)度和模量的喪失。
而初期性能的短暫上升,則是因?yàn)楣庹盏臒嵝?yīng)觸發(fā)了材料中殘留的固化劑,讓原本未
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