混杂纤维增强环氧树脂复合材料电缆芯湿热老化性能研究

混杂纤维增强环氧树脂复合材料电缆芯湿热老化性能研究2(())*年.月

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混杂纤维增强环氧树脂复合材料电缆芯湿热老化性能研究

乔海霞"曾竟成"杜刚

!国防科技大学航天与材料工程学院"长沙2.))*3#

摘要!高温高湿条件下对玻璃纤维!碳纤维混杂增强环氧树脂复合材料电缆芯进行加速湿热老化试验"比较了两种直径的复合材料电缆芯在相同老化条件下的力学性能"并从微观角度分析了湿热老化后力学性能下降的原因!结果表明"该复合材料电缆芯耐湿热老化性能较好"在B)r及#l/U9下老化.*U)^后其弯曲强度保留率大于0U9"层间剪切强度保留率大于UB9!

关键词!混杂纤维#环氧树脂#电缆芯#加速湿热老化#力学性能

中图分类号!4d33(’’文献标志码!6’’文章编号!.))37)///$())*%).7))2(7)2

.’引’言

’’湿热老化试验是一种人工模拟环境试验%使用湿热试验设备产生湿热气氛模拟产品在储存(运输和使用过程中可能遇到的湿热环境"以考核产品的耐候性%人工加速湿热老化一般采用恒温恒湿试验法和交变温湿度循环试验法%湿热老化试验除了人工模拟湿热环境外还具有加速作用"可大大缩短试验时间"且具有与现场暴露试验相似的试验结果&.’%

随着复合材料应用的不断推广"上世纪/)年代"人们尝试用复合材料代替金属材料制作导线的芯材"取得了一定的成果"并开发出几种复合材料芯导线&("3’%日本学者用碳纤维复合材料芯代替钢4%复芯"开发出新型碳纤维复合芯铝导线%美国%合材料科技公司对碳纤维复合材料芯电缆展开了一系列研究"并开发出相应的产品%无锡远东电缆有限公司用碳纤维增强环氧树脂制得复合材料电缆芯"并对复合材料芯电缆的安全性和可靠性进行了检测"但对其在各种环境介质下的老化研究尚未开展

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了物理(化学变化和降解&0’%本文采用拉挤成型工艺"制备了玻璃纤维!碳纤维混杂增强环氧树脂复合材料电缆芯"并模拟电缆芯的工作环境"着重研究了其湿热老化性能及强度退化机制%

(’实验部分

’+%’原料及设备

本文使用的原料及设备详见表."(%

表.’实验用原料

原’料玻璃纤维碳纤维环氧树脂固化剂

规格型号无碱玻璃纤维H<无捻粗纱".())4

4*))".(Y海因树脂"环氧值U.甲基四氢苯酐"酸酐含量%2.9

生产单位泰山玻纤公司日本东丽公司无锡美华化工公司无锡三友化工公司

表(’实验用设备

设’备拉挤机

高低温交变湿热试验箱

材料万能试验机扫描电镜

规格型号ld1()0)型

生产单位哈尔滨复合材料设备

开发公司常州华夏环境试验

设备公司长春试验机厂日本电子公司

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混杂纤维增强环氧树脂复合材料电缆芯增强体由外层玻璃纤维包裹内层碳纤维构成%与传统钢芯相比"它具有轻质(高强(耐高温及耐腐蚀等优点%与碳纤维增强复合材料芯相比"它具有耐磨的特性%电缆芯工作环境恶劣"除了高温和长期张力负荷外"雨水侵蚀及风引起的振动通常会影响其工作寿命%复合材料电缆芯的失效一般认为是由退化机制造成的%在湿热和载荷等作用下纤维(基体和界面发生

VZ_C1.))型pZp1.))型!_MaF#_C&1U0))F[型

’+’’试’验

本文使用以上原料拉挤成型复合材料电缆芯"在B)r及#l/U9下对其进行加速湿热老化试验%

收稿日期$())01)01)3

作者简介$乔海霞!./B.1#"硕士研究生"主要从事聚合物基复合材料研究%

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