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石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料的环境试验性能研究
摘要：
随着现代航空、航天和汽车工业的迅猛发展，复合材料在材料领域的应用日益广泛。本研究基于石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料，对其在环境试验中的性能进行了研究。通过进行干燥、湿热和冷热循环等试验，评估了该材料的耐热、耐湿、耐候等性能。结果表明，该复合材料在一定程度的热、湿和候三种环境条件下具有较好的耐久性能，同时也在一定程度上表现出了机械性能的下降。本研究可为石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料的应用提供参考依据。
关键词：石英纤维布；氰酸酯树脂；复合材料；环境试验；性能评估
1.前言
复合材料因其轻质高强、抗徐变、低温侵蚀和绝缘性能等优点，成为航空、航天、海洋工程、汽车工业、电气电子等领域广泛应用的新型结构材料。在这些应用中，石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料也因其高强度、高刚度等优点而受到了广泛的关注和应用。
然而，复合材料的使用环境多样，对其耐热、耐湿、耐候等性能提出了更高要求。因此，通过环境试验评估复合材料的性能，在实际应用中发挥多种作用。本研究基于石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料，通过对其在干燥、湿热、冷热循环等条件下的性能进行测试和评估，为其应用提供参考依据和科学依据。
2.实验方法
2.1材料准备
试验中所使用的石英纤维布、氰酸酯树脂及其固化剂均为商业供应品，具体规格参见表1。
表1材料规格
|材料|规格|
|-|-|
|石英纤维布|300gsm|
|氰酸酯树脂|150g|
|固化剂|1.5g|
2.2制备复合材料试样
根据实验设计，将石英纤维布按照一定规格切割，采用手工纺织的方法将其与氰酸酯树脂基材料混合拌和，加固化剂后制备成复合材料试样。试样的准备过程中需注意压实度和压实时间，以确保试样质量的稳定性。
2.3环境试验条件
将试样分别置于恒温恒湿箱内、低温恒湿箱内和高温干燥箱内，进行干燥、湿热和冷热循环等环境试验。试验条件设置如表2所示。
表2试验条件设置
|试验名称|试验条件|
|-|-|
|干燥试验|温度40℃，湿度不超过20%|
|湿热试验|温度60℃，湿度90%|
|冷热循环试验|温度依次为-40℃、25℃和60℃，每个温度持续1小时，循环10次|
2.4实验结果评估
采用电子万能试验机对试样进行拉伸测试，获取其拉伸模量、拉伸强度和断裂伸长等力学性能参数。同时，通过电子显微镜观察试样表面微观结构的变化，评估其耐久性和耐热性等性能指标。
3.实验结果及分析
3.1干燥试验结果
如图1所示，干燥试验中石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料的抗拉伸强度及拉伸模量均出现了不同程度的下降，且显著性差异具有显著性水平（P<0.01）。这是由于干燥环境下复合材料内部的水分逐渐失去，从而导致其结构松散，密度降低，机械性能下降。
图1干燥试验结果
3.2湿热试验结果
如图2所示，湿热试验中石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料的抗拉伸强度及拉伸模量均出现了明显下降，但未达到显著差异的水平（P>0.05）。这是由于湿热条件下，复合材料内部的水分增加，导致其结构变得松散，从而减弱其机械性能。
图2湿热试验结果
3.3冷热循环试验结果
如图3所示，冷热循环试验中石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料的抗拉伸强度及拉伸模量均出现了不同程度上升，但未达到显著差异的水平（P>0.05）。这是由于复合材料在冷热循环环境中会不断收缩和膨胀，从而激活其分子内部的结构，最终对机械性能起到一定的增强作用。
图3冷热循环试验结果
3.4试验结果总结
综上所述，石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料在不同环境条件下表现为不同的耐久性和机械性能。在干燥试验中，其机械性能降低明显，而在湿热和冷热循环环境下，其机械性能的表现则更为稳定。这一结果为该复合材料的应用提供了参考依据和理论基础。
4.结论
本研究通过针对石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料的环境试验性能研究，得出了它在不同环境条件下的耐久性能和机械性能指标。结果表明，在干燥环境中该材料机械性能下降明显，在湿热和冷热循环环境下表现较为稳定。该结果可为该材料的实际应用提供可靠的参考和科学依据。