從圖4中可以看出彎曲模量隨浸泡時間的增加 直呈下降趨勢,下降速率是有所不同的。 下面用 SPSS軟件對不同浸泡天數(shù)下試樣的彎模量進行單因素方差分析,分析結果如表3所示。
取顯著水平a= 0.05,在 LSD方法中浸泡 7天和 14天后的彎曲模量都沒有顯著變化(概率P值分別為 0.11、0.O37),浸泡 21天后彎曲模量產生顯著降低(概率 P值為 0.003),由此可見短時間浸泡不會導致材料彎曲性能的顯著降低。
3.2 彎曲性能變化原因分析
海水和蒸餾水對復合材料性能的影響主要在于 吸濕速率和吸濕量的不同,進而對復合材料力學性能的影響存在一定差異,但水分子對材料的作用機理是相同的。水分進入復合材料,可促使樹脂基體溶脹,甚至使其中的酯健 一COOR一及 -cH2-0 -水解,大分子鏈斷裂,還溶解某些可溶性助劑,破壞樹脂結構;水還可侵蝕玻璃纖維,使其中的堿金屬 氧化物溶解,擴展其表面裂紋,使纖維強度降低;水 作為一種極性溶劑對玻纖復合材料界面相的影響, 主要是對化學健的破壞和使其物理吸附強度的減 弱,致使界面出現(xiàn)發(fā)泡、脫膠,以致老化失效。 界面是纖維復合材料三要素(纖維、基體樹脂、界面) 中最主要的元素,纖維或基體的應力都會通過其間 的界面?zhèn)鬟f,形成整體的宏觀力學行為。水分子的進入對上述三個要素都會產生破壞,但對纖維樹脂界面的破壞,是引起材料力學性能下降的主要原因。復合材料的彎曲性能不僅與纖維、基體及界面的性能有關,還與孔隙的相對含量以及測試條件(如加載速率、溫度等)、試樣的跨高比以及撓度等 有密切的關系,這里不做細敘。
與其他受力狀態(tài)相比,復合材料在彎曲時的應 力狀態(tài)相對復雜,既有拉應力、壓應力 ,還有剪應力和局部擠壓應力,正是由于彎曲時的應力狀態(tài)比較復雜,從而能比較全面地反應材料的綜合性能,材料內部結構的微小變化就能引起彎曲性能的下降。
4 結 論
通過實驗及對數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),材料浸泡在海 水中短時間內不會發(fā)生彎曲模量的顯著性下降,浸泡21天后開始出現(xiàn)顯著性下降。復合材料在受到彎曲時的應力狀態(tài)比較復雜,影響因素也相對較多,彎曲性能產生下降的主要原因是水分子對復合材料樹脂 一基體界面的浸蝕。