[發明專利]一種快速判斷玻纖增強樹脂基復合材料紫外老化程度方法

在審

• 申請號: 202310438348.8
• 申請日: 2023-04-23
• 公開（公告）號: CN116297145A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 歐陽增柏;謝小林;孟凡皓;劉杰源;陳林發
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N21/29;G01N3/08;G01N3/20
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明涉及一種快速判斷玻纖增強樹脂基復合材料紫外老化程度方法，通過紫外老化試驗，建立和依據GFRP制品紫外老化的標準，將工程服役中的GFRP制品外觀顏色與標準顏色進行比對，從而實現對工程服役中的GFRP制品紫外老化程度的快速判斷。本發明快速判斷玻纖增強樹脂基復合材料紫外老化程度方法簡便，可操作性強，效率高，成本低，適合對工程服役中的GFRP制品紫外老化程度的快速判斷。

技術領域

本發明涉及一種快速判斷玻纖增強樹脂基復合材料紫外老化程度方法,具體屬于復合材料檢測技術領域。

背景技術

玻璃纖維增強樹脂基（GFRP）是一種以玻璃纖維為增強材料，樹脂基為基體的復合材料，通常稱為“玻璃鋼”。

由于其性能優越，近年來在航空領域、機械工程、土木工程、風力發電等領域得到了廣泛應用。但GFRP在工程服役當中不可避免地受到光照氧化等自然因素的影響，導致制品顏色發生變化，造成樹脂的降解等，從而導致GFRP的宏觀力學性能退化、降低其服役性能。判斷GFRP在使用服役過程當中力學性能是否變化；以及研究性能變化程度，是否符合工程使用規范。為保障使用安全和工程質量，提高GFRP的耐紫外線老化性能十分重要，因此國內外學者開展了大量紫外老化實驗。

目前有關研究表明?，GFRP在大氣中的老化主要是太陽輻射?、高溫?、潮濕空氣及風吹雨打的作用，同時紫外照射使樹脂中的活性物質降解?、氧化，使玻璃鋼顏色變黃。此外玻璃鋼的老化與地區關系密切，例如經8年秦皇島地區曝露，玻璃鋼只有一層或兩層玻璃布上的樹脂有“風化”現象，哈爾濱地區大氣曝露10年，還沒有“風化”現象。由外觀變化看，廣州比哈爾濱變化明顯，一般在廣州大氣曝露半年，外觀就有明顯變化，而在哈爾濱則需1年至1．5年才能表現出來。

以上紫外老化試驗都在室外進行，與其他試驗不同，紫外老化試驗需要大量時間，并且受天氣地區等因素影響，具體紫外老化時間、紫外強度都無法確定，實驗結果不穩定。并且不同地區受到光照等因素不同，若在不同地區進行紫外老化試驗,這種試驗方法較為不便。

目前對GFRP制品紫外老化評價方法主要有掃描電子顯微鏡法、核磁共振法、紅外光譜法。以上方法均是對材料整體進行評估，不僅對測試設備要求高，并且耗費時間較長，對工程實際應用意義不大。對此發明人提出一種新的評估方法：通過老化后外觀顏色變化快速判斷老化程度。

紫外老化試驗箱是模擬光照的老化試驗設備，專門模擬產品長期放置在戶外。太陽中的紫外線對其照射所產生的破壞性，只需要幾天或幾周時間，設備可以再現戶外需要數月或數年所產生的破壞。看產品是否有退色、變色、亮度下降、粉化、龜裂、變模糊、脆化、強度下降及氧化等現象，同時它還可以再現雨水和露水所產生的破壞。紫外老化試驗箱通過將待測樣品曝曬放在經過控制的陽光和濕氣的交互循環中，同時提高溫度的方式來進行試驗。（采用紫外線熒光燈模擬陽光，同時還可以通過冷凝或噴淋的方式模擬濕氣影響）。紫外光（UV）只占陽光的5%，但它卻是造成戶外產品耐用性下降的主要光照因素。有幾種不同的UV燈可供選擇，在大多數情況下，只需要模擬短波的UV光即可。不同的燈會產生不同的測試結果。實際的曝曬應用環境可以提示應選用哪種類型的UV燈。

發明內容

鑒于上述分析，發明人的目的在于提供一種能夠提高GFRP制品?紫外老化研究效率的一種方法。本發明需要借助紫外老化箱來模擬GFRP制品的紫外老化進程，通過調整紫外老化箱參數來獲取GFRP制品在不同使用環境、不同使用要求以及不同地區的紫外老化情況，極大地增加了GFRP制品紫外老化試驗效率。

本發明一種快速判斷玻纖增強樹脂基復合材料紫外老化程度方法通過以下步驟實現：

步驟1：紫外老化試驗材料的選定

GFRP制品的尺寸選定為：長180mm，寬10mm，厚2mm；

步驟2：紫外老化試驗

將步驟1尺寸的GFRP制品放入紫外老化試驗箱中進行紫外老化試驗，紫外老化試驗運行參數設定為：