碳纤维复合材料在使用过程中面临的考研还是比较多的,如阳光、盐雾、机械摩擦、化学药品、蒸汽和老化等。在这些年的实验和应用中,出色的表现让碳纤维复合材料深受重视。今天来聊聊碳纤维复合材料日常使用中出现的老化问题。
 
碳纤维复合材料的耐老化性究竟如何?
 
    碳纤维复合材料的老化情况分析
 
    阳光及光热效应是碳纤维复合材料老化的主要因素之一,阳光中的可见光和红外线容易被碳纤维复合材料的高聚物吸收,吸收部位温度升高,促进氧化作用,加快老化。其中的原理离不开化学反应,在温度和氧气的联合作用下,碳纤维复合材料中的树脂基体自动催化。
 
    热量不仅会引发和促进碳纤维复合材料中高聚物基体的氧化反应,引起交联或降解,还会促进高聚物发生水解、醇解和胺解等反应。阳光随着日出日落更迭而变化,使得碳纤维复合材料接受的阳光呈规律性的周期变化,引起相应的膨胀和收缩,长时间的内应力作用产生疲劳和老化。
 
    环境老化是最为普遍的一种老化情况,不同环境下碳纤维复合材料的老化情况并不相同。有国外实验室模拟了多种不同的环境,包括亚湿热气候、寒温带、内陆及沿海不同区域等。实验发现碳纤维复合材料在这些大气环境种长久使用时,弯曲强度保持率较高,整体的耐候性较好。其中,亚湿热气候区及沿海地区的老化程度较温带、内陆和寒温带更严重。
 
    经过对碳纤维复合材料样品的长时间观察,发现阳光、氧气和潮湿这3种气候条件的联合作用是碳纤维复合材料加速老化的主要因素。碳纤维复材的老化过程,是由表面开始,逐渐往内部扩展,这就给碳纤维生产一个启发。改善碳纤维表面状态,来阻挡这些老化因素的侵袭,是应对碳纤维成品老化的核心对策。