长玻纤增强复合材料老化研究进展及防老化研究
纤维增强复合材料的疲劳与断裂行为分析
纤维增强复合材料的疲劳与断裂行为分析引言：纤维增强复合材料由纤维和基质组成，并具有较高的强度和刚度。
然而，由于其特殊的结构，它们在使用过程中可能会遭受到疲劳和断裂的影响，降低其性能甚至导致失效。
因此，对纤维增强复合材料的疲劳和断裂行为进行深入分析具有重要的理论和实践意义。
1. 纤维增强复合材料的基本组成和结构纤维增强复合材料是一种由纤维和基质相互作用形成的材料。
其中，纤维起到增强作用，通常使用碳纤维、玻璃纤维或有机纤维等；而基质则起到固定纤维和传递载荷的作用，通常使用聚合物基质。
纤维与基质之间的粘结强度直接影响材料的性能。
2. 纤维增强复合材料的疲劳行为分析2.1 疲劳现象纤维增强复合材料在交变载荷作用下，会出现疲劳现象。
其主要表现为材料的延展性减小、刚度降低、载荷下移等。
2.2 疲劳寿命疲劳寿命是指材料在特定载荷作用下能够承受的循环次数。
它受到材料本身特性、应力水平和加载方式等多个因素的影响。
2.3 疲劳引起的损伤机制疲劳引起的损伤机制包括纤维断裂、界面剥离、基质开裂等。
这些损伤会导致材料的性能下降，并最终导致材料失效。
3. 纤维增强复合材料的断裂行为分析3.1 断裂韧性断裂韧性是指材料在受到外力作用下能够抵抗断裂的能力。
对于纤维增强复合材料，其断裂韧性往往比强度更重要，因为它能够反映材料在面对真实工况下的性能。
3.2 断裂模式纤维增强复合材料的断裂模式主要包括纤维断裂、纤维滑移、界面剥离和基质开裂等。
确定合适的断裂模式对于材料的设计和使用具有重要意义。
4. 疲劳与断裂行为分析方法4.1 实验方法通过设计合适的实验方案，可以对纤维增强复合材料的疲劳与断裂行为进行测试和观察，获得相关数据并做出分析和判断。
4.2 数值模拟方法利用数值模拟方法可以预测和研究纤维增强复合材料的疲劳与断裂行为。
通过建立合适的材料模型和加载条件，可以得到与实验相近甚至更为精确的结果，为进一步的研究和设计提供依据。
5. 应对纤维增强复合材料的疲劳与断裂挑战5.1 材料改性与优化通过改变纤维和基质材料的组合及性能，优化纤维增强复合材料的疲劳和断裂性能。
玻璃纤维增强PA
玻璃纤维增强PA在PA 加入30% 的玻璃纤维，PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳尼龙强度是未增强的2.5 倍。
玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，机筒温度提高10-40℃。
由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。
另外，加入玻纤的比例越大，其对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆、机筒。
阻燃PA由于在PA中加入了阻燃剂，大部分阻燃剂在高温下易分解，释放出酸性物质，对金属具有腐蚀作用，因此，塑化元件（螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等）需镀硬铬处理。
工艺方面，尽量控制机筒温度不能过高，注射速度不能太快，以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。
透明PA具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能，透光率高，与光学玻璃相近，加工温度为300--315 ℃，成型加工时，需严格控制机筒温度，熔体温度太高会因降解而导致制品变色，温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。
模具温度尽量取低些，模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。
耐候PA在PA 中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂，这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强，成型加工时会影响下料和磨损机件。
因此，需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。
聚酰胺分子链上的重复结构单无是酰胺基的一类聚合物。
概括起来，主要在以下几方面进行改性。
①改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。
②提高尼龙的阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。
③提高尼龙的机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属④提高尼龙的抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。
SMA树脂在玻纤增强塑料中的应用
也是一个需要克服的难点。
03
高性能化
为了满足高端领域对高性能材料的需求，需要进一步提高SMA树脂在
玻纤增强塑料中的性能，这涉及到材料设计、制备工艺等方面的研究。
SMA树脂在玻纤增强塑料中的未来研究方向
新合成方法探索
继续探索新的合成方法，优化 SMA树脂的结构和性能，提高其 在玻纤增强塑料中的综合性能。
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玻纤增强塑料的应用领域
汽车工业
用于制造汽车零部件，如 发动机罩、保险杠、车门 等。
建筑行业
用于制造建筑模板、建筑 材料等。
电子电器行业
用于制造电子电器产品的 外壳和结构件，如电视、 电脑、手机等。
03
SMA树脂在玻纤增强塑料中的应用
SMA树脂对玻纤增强塑料性能的影响
增强力学性能
01
SMA树脂能够与玻纤材料形成良好的界面结合，从而提高玻纤
预浸料制备
注塑成型
将SMA树脂与玻纤材料经过精确计量 和混合后，注入注塑机中，经过加热、 塑化、成型和冷却等工艺过程制备成 玻纤增强塑料制品。
将SMA树脂与玻纤材料经过熔融混合 后，通过预浸机或手糊成型等方法制 备成预浸料，用于进一步加工成型。
SMA树脂在玻纤增强塑料中的发展前景
拓展应用领域
随着环保意识的提高和可持续发展需求的增加，SMA树脂 在玻纤增强塑料中的应用领域将进一步拓展，如汽车轻量 化、新能源、轨道交通等领域。
添加填料
在制造过程中，可以添加 玻璃纤维、碳酸钙等填料 以改善其性能。
加工成型
SMA树脂可以通过注塑、 挤出等加工工艺成型为所 需的形状和尺寸。
SMA树脂的应用领域
汽车工业
用于制造汽车零部件，如发动机罩、保险杠 等。
纤维增强防弹复合材料及应用
引言传统的防弹材料以金属和陶瓷为主，这类防弹板材的使用寿命长，但存在着一些缺点，例如质量比较重等。
新型防弹塑料作为高强度材料，它可用来制作防弹玻璃和防弹服，质量只有传统材料的1/5至1/7[1]。
这是一种经过特殊加工的塑料材料，与正常结构的塑料相比，具有超强的防弹性。
传统的防弹材料在被子弹击中后会出现受损变形，无法继续使用，但这种新型材料受到子弹冲击后，虽然暂时也会变形，但很快就会恢复原状并可继续使用[2，3]。
新型防弹塑料为纤维增强复合材料（FiberReinforced Polymer-FRP），不仅能防止弹头得侵彻，而且能吸收子弹得冲击能量，避免冲击能量造成得伤害。
1. 防弹材料的防弹标准新型防弹材料的防弹标准沿用的旧防弹材料的标准，大体上按防弹性能将防弹材料分为A和B两个类别。
根据GA165-2016，A类为弹头或弹片未穿透防弹材料，防弹材料背面有飞溅物，但没有穿透测试卡。
B类为弹头或弹片未穿透防弹材料，防弹材料背面无飞溅物[4]。
具体的防弹等级按枪弹类型、弹头标称质量（g）、枪弹初速（m/s）、弹头结构、弹头直径×弹头长度（mm）、适用枪型分为六个等级以及特殊枪械对应的特殊等级[5]，在此不做赘述。
2. 纤维复合材料的防弹机理最早的防弹材料多使用陶瓷、金属等材料，当子弹打到防弹材料上时，将弹体或弹片碎裂后形成的破片予以弹开[5]，但是弹头产生的巨大动纤维增强防弹复合材料及应用张忠峰王克俭*（北京化工大学机电工程学院）摘要：本文主要介绍了新型防弹复合材料的防弹原理、纤维增强防弹复合材料的进展及防弹塑料片材的应用。
关键词：防弹塑料纤维增强复合材料超高分子聚乙烯纤维Fiber Reinforced Bulletproof Composites and ApplicationsZhang Zhongfeng Wang Kejian*（College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology）Abstract：This paper mainly introduces the bulletproof principle of new bulletproof composite material，the progress of fiber reinforced bulletproof composite material and the application of bulletproof plasticsheet material.Keywords：bulletproof plastics fiber reinforced composites ultra-high molecular polyethylene fibers能无法消减，对被防护对象仍会造成一定的冲击。
高分子材料老化机理及防治方法探讨
高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料是一类具有高分子量、由重复单元构成的聚合物物质，广泛应用于塑料、橡胶、纤维和涂料等领域。
由于长期的使用和环境因素的影响，高分子材料会发生老化现象，导致其性能下降甚至失效。
本文将探讨高分子材料的老化机理及防治方法，以期为相关领域的研究提供一定的参考和帮助。
一、高分子材料的老化机理1. 光照老化高分子材料在长期的光照作用下易发生老化。
光照老化主要是由于紫外光的作用，使高分子材料中的化学键发生断裂，导致材料表面发生龟裂、变黄、脆化等现象。
3. 微生物和化学品的侵蚀高分子材料在潮湿环境和受到微生物的侵蚀时，容易发生老化。
微生物和化学品会破坏高分子材料的结构，导致材料的性能下降。
1. 添加抗氧化剂和紫外吸收剂在高分子材料的生产过程中，可以向材料中添加抗氧化剂和紫外吸收剂，以延缓光照和热氧老化的发生。
抗氧化剂可以减少氧气与高分子材料的反应，紫外吸收剂可以吸收紫外光的能量，防止其对材料的破坏。
2. 采用表面处理技术通过表面处理技术，如喷涂表面保护剂、镀膜等，可以增加高分子材料的表面硬度和抗老化性能，延长材料的使用寿命。
3. 选择适当的填充剂和增强剂可以选择适当的填充剂和增强剂，如玻璃纤维、碳纤维等，在高分子材料中加入，以增强材料的抗老化性能和耐磨性能。
4. 控制生产工艺在高分子材料的生产过程中，控制生产工艺，避免材料出现氧化和拉伸等现象，以延缓材料的老化。
5. 加强材料的维护和管理在高分子材料的使用过程中，加强对材料的维护和管理，定期清洁、保养和检查，及时发现并处理老化现象，延长材料的使用寿命。
通过以上探讨，可以看出高分子材料的老化是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
为了延缓高分子材料的老化，我们可以通过添加抗氧化剂和紫外吸收剂、采用表面处理技术、选择适当的填充剂和增强剂、控制生产工艺以及加强材料的维护和管理等手段来防治。
希望本文的探讨对相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。
合成材料老化与应用
合成材料老化与应用。
复合材料老化是一种后果，无论是改变物理性能还是化学品质，
都会影响到复合材料的使用。
复合材料的老化表现为各种类型材料因
曝露于环境（如湿度、温度、污染物），逐渐改变其本来的特性。
复合材料的老化表现的表现之一是宏观变形，就是在现实中可用
肉眼观察到的损伤现象，其它表现可能是易老化性能、疲劳寿命等。
复合材料中各组成部分都有可能老化。
比如，短纤维增加了塑料材料
的力学性能。
但是由于短纤维容易老化，其老化会导致塑料材料力学
性能衰减，影响其应用。
复合材料的老化可能会发生在现实应用中，从而影响其使用寿命。
例如，在航空航天与船舶工程都有大量应用复合材料，在此类应用中
老化的影响可能会很大，从而影响其使用寿命，影响到用户即乘客的
安全性。
为了减少复合材料的老化，应加大对复合材料的检验的严格程度，同时尽量使用较高等级的原料，以减少老化的发生。
还应该采取措施，使得复合材料具有耐湿度，耐温度，耐UV等特性，也可采取加入防老
化剂，如涂料，头发防晒油等，以降低复合材料的老化。
复合材料的老化不仅会影响到其使用寿命，还可能影响到安全性，因此我们应该重视复合材料的老化。
在生产与使用过程中应当采取有
效措施，对复合材料进行严格检验，提升其使用寿命。
纤维增强复合材料(FRP)的耐候性研究
维普资讯 Leabharlann 第２ ５卷第 １期
青 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕ ｌ ｆ ｉ ｈｉ ｎｖｒｔ（ ａ ｒ Ｓｉ ｃ） ｏｍａｏ ｎ ａ Ｕ ｉ ｓｙＮ ｔ ｅ ｃｅ ｅ Ｑ ｇ ｅｉ ｕ ｎ
纤维增强复合材料的疲劳行为分析
纤维增强复合材料的疲劳行为分析哎呀，说起纤维增强复合材料的疲劳行为，这可真是个有趣又有点复杂的话题。
我先给您讲讲我曾经的一次亲身经历吧。
有一回，我去参观一家工厂，正好看到他们在测试一种用纤维增强复合材料制造的零部件。
那场面，机器轰鸣，工作人员全神贯注地盯着各种数据。
我就站在旁边，好奇地看着。
这个零部件在不断地承受着重复的荷载，就好像一个人不停地跑马拉松，不知道什么时候才能停下来休息。
我注意到，随着时间的推移，它的表面开始出现一些细微的变化，就像是我们脸上长出的第一道皱纹。
这让我深深地感受到了疲劳对这种材料的影响。
那咱们回到正题，来好好聊聊纤维增强复合材料的疲劳行为。
您知道吗，这种材料就像是一个“坚强又有点脆弱的战士”。
为啥这么说呢？因为在正常情况下，它展现出了超强的性能，比如高强度、高刚度、重量还轻。
可一旦进入疲劳状态，那问题就来了。
首先，咱们得明白纤维增强复合材料的组成。
它可不是简单的一堆材料混在一起，而是由纤维和基体这两个“好搭档”共同合作的。
纤维就像是骨架，提供了主要的强度；基体呢，则像是填充在骨架之间的肉，起到传递荷载和保护纤维的作用。
在疲劳过程中，这些纤维和基体之间的相互作用会发生变化。
比如说，纤维可能会出现断裂，就好像一根绳子断了几股。
基体也可能会产生裂纹，就像是大地干裂了一样。
而且，这种裂纹还会不断地扩展，一点一点地削弱材料的性能。
还有啊，外界的环境因素对它的疲劳行为也有很大的影响。
温度的高低、湿度的大小，都能让它的疲劳性能发生改变。
就好比一个人在寒冷的冬天和炎热的夏天，体力和耐力都会有所不同。
另外，加载的方式和频率也至关重要。
快速的加载和缓慢的加载，对材料造成的疲劳损伤是不一样的。
频率高的加载就像是不停地催促一个人快跑，很容易让他累垮；而频率低的加载，则像是让他慢跑，可能还能坚持得更久一些。
为了研究纤维增强复合材料的疲劳行为，科学家们可是费了不少心思。
他们做了各种各样的实验，用先进的仪器来观察和测量材料在疲劳过程中的变化。
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过氧化氢分解为游离基，这些游离基能进一步引发链
的连锁反应。
随着环境温度的升高，长玻纤增强复合材料会先 发生后固化反应，然后复合材料中的化学键吸收热能 而被打开，又因为其周围环境中有氧存在，树脂基体 便会发生自动氧化催化反应：首先是热起到活化作 用，由热能引发化学键的断裂生成游离基，然后发生 氧化反应。一旦引发反应发生，游离基链式反应便会
・２０・
塑料工业
２０１３焦
化反应机理与热氧化相似，也是按自由基反应过程进 行的。长玻纤增强复合材料的热氧化和光氧化的链增 长、链终止机理基本相同，不同之处只在于链引发的
不同，前者是由热能引起的，后者是由紫外辐射能引
高，水蒸气气压越大，水蒸气向其内部的扩散能力也
加大，同时高温下高分子链的热运动加剧，分子间的
塑料工业
ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳｒｌｌＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
第４ｌ卷第１期 ２０１３年１月
长玻纤增强复合材料老化研究进展及防老化研究术
左晓玲１，一，张道海２，罗兴１一，吴斌３，郝智１”，郭建兵１’２
（１，贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳５５０００３；２．国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳５５００１４； ３．贵州凯科特材料有限公司，贵州 贵阳５５００１４）
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ａｇｉｎｇ ａｎｄ
Ａｎｔｉ。ａ垂ｎｇ
ｏｆ Ｌｏｎｇ Ｇｌａｓｓ
Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ＺＵＯ Ｘｉａｏ－ｌｉｎ９１”，ＺＨＡＮＧ Ｄａｏ－ｈａｉ ２，ＬＵＯ Ｘｉｎ９１”，ＷＵ Ｂｉｎ ３，ＨＡＯ Ｚｈｉｌ一，ＧＵＯ Ｊｉａｎ’ｂｉｎ９１’２
易进行，且活化能很低，所以该阶段能决定高聚物的 氧化速度。材料的分子结构决定了高聚物氧化的引发
氧化反应，这是因为由于高聚物的光物理过程需消耗 大量被吸收的能量且高聚物吸收紫外光的速度很慢。 在大气环境光照条件下，长玻纤增强复合材料的光氧
难易程度。热氧老化能得到既有降解又有交联的产 物，是因为自由基在高分子链上各个位置都有可能产 万方数据
ｗａｓ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｔｈｅ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ
ｏｆ
ｌｏｎｇ ｇｌａｓｓ
ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｉｎ ｈｙｇｒｏｔｈｅｒｍａ．ｔｈｅｒｍａｌ
ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ
ｓｅｖｅｒａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ ａｎｔｉ’ａｇｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｌｏｎｇ ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ
烈的破坏作用。高分子吸收紫外光能量后，光子处于 激发状态，这种激发态分子能产生光物理和光化学反 应。在氧气和臭氧的存在下，光化学反应引发高分子 的氧化降解反应，称为“光氧化反应”。光氧化反应 是高聚物大气老化的主要因素。 含有双键的高分子能吸收紫外光，容易被激发而
引起光氧化反应。某些高聚物，如仅含单键的“纯
３
光老化
由于紫外光波长短，能量高，因而对高聚物有强
在性能上也能体现出来。
２热氧老化
热氧老化是聚合物老化的主要形式之一，聚合物 的热氧老化是热和氧综合作用的结果，热加速了聚合 物的氧化，而氧化物的分解导致了主链断裂的自动氧 化过程。在热和氧气的共同作用下，聚合物中容易发
生自动催化氧化反应，产生大量的自由基和氢过氧化 物，继而发生降解、交联反应，聚合物性能变差。影
时所需的应力。因此当玻纤的含量为３０％时，复合
材料的性能达到最大值，因为长玻纤的长度以及与基 体的界面性能使各项性能相互作用达到了最优。但长 玻纤的长度若超过３５ ｍｍ性能反而下降，因为在加 工过程中易发生断裂，断裂后其长度大幅度变短，因
＋２０１２工业振兴科技计划：筑科合同［２０１２１０１］１—７号 作者简介：郭建兵，１９７９年生，副研究员，主要从事聚合物结构与性能研究。ｇｕｏｊｉａｎｂｉｎｇ＿＿１０１５＠１２６．ｅｏｍ
树ＩｌｉＡ，得多；一般地说，环氧树脂要比聚酯树脂小得 多。肖迎红等Ⅲ１指出，在同一老化温度下，ＰＥＴ复
起的。因为紫外线能量高，其能量能直接传递给化学
键中的电子，因此发生断裂可以是弱键，也可以是强
键。Ｒｕｄｉｎ∽３认为许多共聚物的光氧和热氧老化过程 中的自动氧化反应程度可以根据吸氧量来决定，因而 吸氧量与高分子材料的老化有直接的关系。张琪 等ｎ刚研究表明，试样表面树脂经过长时间光老化后， 会出现大量的微小裂纹，随着老化时间的延长，被试 样吸收的光能被用于使树脂表面的裂纹积聚和向树脂 内部扩展。若裂纹沿着树脂与基体的界面扩展，很容 易使材料的粘合度下降，发生脱胶；若裂纹垂直于试 样表面，则能量容易集中在裂纹尖端，使玻纤被
Ｌ５
Ｊ在研究
质吸收紫外光后，能引发高分子的光氧化反应。因 此，由于这些杂质的存在，使得理应对光比较稳定的 聚乙烯、聚丙烯等高聚物也变得十分不耐光了。高分 子材料在受到光和氧作用时，会发生弗利斯重排反应 和光氧化反应，在紫外光有氧条件下，高分子材料的 光氧老化机理以光氧化降解反应为主＂。８。。虽然太 阳光中的紫外光能量足够使许多高聚物的化学键发生 断裂，但是曝露在阳光下的长玻纤增强复合材料不会
响聚合物热氧老化的结构因素主要包括：聚合物的饱
和程度、支化结构、取代基和交联键、结晶度、金属
粹”高分子：聚甲基丙稀酸甲酯和氟塑料，则几乎 不吸收紫外光，所以不易被激发，具有较好的光稳定 性。但仅含单键的“纯粹”高分子是不存在的，任 何高聚物都不可避免地含有一些杂质，包括催化剂残 渣、各种添加剂以及由于聚合和加工时的热氧化作用
１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长玻纤增强热塑性复合材料的结构分析
材料的结构决定性能，材料的性能反应结构。长
玻纤增强复合材料的各种性能与长玻纤的长度、含 量、分散状况和基体与长玻纤的界面结合性都有着直 接或间接的联系。李忠恒等旧。指出如果长玻纤的长
度较短，纤维与基体的界面面积较小，界面结合力也
小，拉伸试验易被拔出；如长玻纤的长度较长，可以 将应力由一端传递到另一端，由于长玻纤在基体中的 搭接和缠绕结构使得材料受到应力时会将应力传递到 更大的区域，因此可以承担的最大应力远大于其拔出
作用力减弱，自由体积增大，也有利于水分的进人。 Ｓｅｒｅｉｒａ等¨４１指出，由于湿扩散行为是一个热活性过 程，随着温度的升高，水在复合材料中的扩散系数不 断增加。三是热会引起复合材料的聚集态结构发生改 变。四是随着温度的升高，复合材料中树脂基体将会 发生后固化反应。迟倩萍等【１５ ３指出，后固化作用使 玻纤与树脂的黏结性能有所改善，导致复合材料的强 度有一定的增加。同时消除了部分残余应力，使树脂 基体性能得以提高。随着湿热老化时间的延长，老化 作用加剧，使复合材料性能大幅度下降。再者使用不 同基体制备的复合材料的湿热老化性能也存在较大差 异。赵鹏ｎ６１指出，热塑性树脂的吸湿性要比热固性
而产生的过氧化物、羰基化合物等氧化产物。这些杂
离子等。热老化试验是一种评定橡胶、塑料等高分子 材料的耐热老化性能的人工加速老化试验方法。
Ｌｏｔｋｏｖａ等Ｈ ｏ认为纯粹的高分子在隔绝氧的条件 下受热时是稳定的。如高压聚乙烯在２９０℃无氧条件 下受热性能并未发生变化，但在有氧条件下，即使受 热温度不高也很容易发生氧化作用。Ｔｏｍａｓ
摘要：综述了以热塑性材料为基体树脂的长玻纤增强复合材料结构分析，阐述了长玻纤增强热塑性复合材料在湿
热、热氧、光氧条件下有可能的老化机理。最后提出了几点长玻纤增强热塑性复合材料防老化的建议措施。 关键词：长玻纤增强热塑性复合材料；结构；热老化；光老化；湿热老化 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—５７７０．２０１３．０１．００４ 中图分类号：ＴＱ３１７．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—５７７０（２０１３）０ｌ一００１８—０４
迅速进行直到游离基浓度达到一定程度，且游离基之
的玻纤缠结会导致局部区域纤维含量偏高，使得玻纤 在基体中难以得到均匀分布，从而造成不同区域反映 不同的力学性能。总而言之，这种三维交叉骨架结构
使得材料不仅结构优于其他单向纤维增强复合材料，
间反应生成稳定物而导致反应终止。在热氧老化过程 中，长玻纤增强复合材料的物理力学性能将发生明显 变化。
发生光化学反应，而是与空气中的氧同时作用发生光
硅橡胶的热老化时，发现其热降解反应的活化能为 （４２±３）ｋＪ／ｍｏｌ，而热氧老化的活化能仅为（３０±
２）ｋＪ／ｔｏｏｌ，热氧老化过程比热降解反应更容易进行。 热氧老化的老化机理主要是游离基的反应过程。
许多研究工作表明，引发阶段是整个反应过程中较难
进行的一步，反应活化能较高。链增加反应阶段极容
万方数据
第４１卷第１期
左晓玲，等：长玻纤增强复合材料老化研究进展及防老化研究
．１９・
此宏观表现为复合材料性能下降，且基体包覆的长玻 纤数量需适中，这样长玻纤才能在基体中充分地被浸
渍、包覆和黏结，因而表现出良好的界面性能。
生。Ｒｉｖａｔｏｎ等∞１认为高聚物分子被引发后、氢过氧 化物在分解时均会产生活性中心，但后者比前者所需 要的能量要少得多，因而可知氧化过程具有自动催化 的特点。也有研究表明，热氧老化是一个自动催化过
程，反应的主要产物是过氧化氢，在适当的条件下，
玻璃纤维在基体中随机分布，并且有很多的搭接
点，部分区域出现纤维的缠结，而纤维的搭接和缠
绕，会使材料在受到应力作用的同时，通过交叉纤维 区域传递应力，使应力传递得更远、承担应力区域更 大，从一定意义上来说，这种纤维的搭接和缠绕相当 于增加了纤维在基体中的长度。张宁等¨１提出纤维 的搭接和缠绕程度决定了三维交叉骨架结构对复合材 料力学性能的改善程度，材料三维骨架结构搭接得越
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ