玻璃鋼在海洋環(huán)境下的腐蝕機制和性能演變規(guī)律.pdf

1、玻璃鋼復合材料(FRP)以其優(yōu)異的耐蝕性能在海洋領域中的應用正逐漸受到我國及世界科學家的重視，但是由于高分子材料的腐蝕問題不如金屬材料腐蝕問題研究得那么深入和廣泛，還有腐蝕數(shù)據(jù)的缺少等都限制了FRP在海洋領域上的應用。
　　本文通過整理和總結乙烯基樹脂在海洋環(huán)境下使用的材料腐蝕基礎理論，分析 FRP發(fā)生腐蝕的形式和歷程；模擬自然環(huán)境試驗和加速試驗認識腐蝕的規(guī)律和機理，著重于溫差、濕度、鹽度和滲透等因素對材料腐蝕性能的影響規(guī)律研究，

2、既進行單因子(溫度、鹽度、濕度)模擬加速實驗，又要分析多因素(應力+濕度)模擬加速實驗，找出其單一作用機制及協(xié)同效應；通過材料表觀狀況、理化性能、微觀結構的變化評價防腐性；在積累數(shù)據(jù)的基礎上，建立 FRP在海水環(huán)境下的腐蝕評價技術標準體系，為腐蝕試驗、材料和工程設計提供依據(jù)和規(guī)范；根據(jù)腐蝕動力學方程和環(huán)境因子影響經(jīng)驗方程，適當選擇和簡化參量，建立腐蝕壽命預測數(shù)學模型，并進行驗證。
　　試驗結果表明，高聚物及其復合材料的腐蝕是一個弛

3、豫過程。乙烯基樹脂在海洋環(huán)境下主要受到濕氣、溶脹、應力和化學腐蝕。濕氣滲透作用遵循Fick第一定律的，并只與環(huán)境的濕度和高聚物的結構有關，而與溫度等無關，試驗材料的濕度影響因子1f≈。溶脹腐蝕使材料的體積變化較大，對材料的力學性能破壞是非常顯著的，尤其是彈性模量，而且高聚物材料的溶脹速率是由材料內部空穴和大分子的擴散運動決定的，與介質小分子的擴散無關；用Fick第二定律的Guass解、橡膠彈性理論和高分子溶液理論解釋溶脹的微觀機理，計算

4、出試驗材料溶解度參數(shù)δ=20.2(J/cm3)1/2，與海水溶劑之間的相互作用參數(shù)0.55χ=，這些試驗結果與理論是比較吻合的。通過紅外光譜分析，材料的化學腐蝕沒有新的元素和結構的增加，主要的化學腐蝕形式是水解和氧化。應力腐蝕主要是減少了高聚物材料的應力松弛時間和蠕變時間，降低材料的使用壽命，同時應力對纖維的裂紋生長有決定的作用，加快了FRP斷裂破壞速率。根據(jù)應力與濕氣的協(xié)同作用的Wiederhorn經(jīng)驗公式建立了應力、濕度、時間和溫度