水对玻璃钢的侵蚀作用机理

水对玻璃钢的侵蚀作用机理主要涉及对玻璃纤维、树脂基体及纤维-树脂界面的破坏,具体如下:

对玻璃纤维的侵蚀

水分子可溶解或破坏玻璃纤维中的硅酸盐成分。当水分渗入玻璃纤维表面的微裂纹后,受外力作用,裂纹会加速扩展,导致玻璃纤维强度下降。不同类型的玻璃纤维耐水性差异显著,例如无碱玻璃纤维(E玻璃纤维)耐水性较好,而高碱或中碱玻璃纤维耐水性差,易在水中发生水解反应,导致纤维强度损失和溶出。

对树脂基体的破坏

溶胀与增塑作用:水分子渗入树脂内部,使树脂体积膨胀(溶胀),削弱大分子间的结合力(内聚力),同时降低玻璃钢的弹性模量。

促进树脂水解:水分子与树脂大分子链发生化学反应,使长分子链断裂为小分子,直接破坏树脂结构。

诱发微裂纹:树脂固化后存在内部疏松结构,水分渗入后,杂质溶解产生的渗透压效应会在树脂内部或界面处诱发微裂纹,外力作用下裂纹进一步扩展。

对纤维-树脂界面的破坏

水分子可通过微裂纹到达纤维-树脂界面,破坏界面结合结构,导致玻璃钢的弯曲强度下降。界面结合质量差的玻璃钢,水入侵后更易出现脱胶、界面微裂纹扩散等问题,降低材料的层间剪切强度。

综上,水对玻璃钢的侵蚀是一个综合过程,涉及物理溶胀、化学水解及力学损伤的协同作用。为提高玻璃钢的耐水性,需选用耐水性好的树脂和无碱玻璃纤维,并通过表面处理(如偶联剂)增强界面结合。

 

 

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