恒溫恒濕箱在復合材料中的抗老化性能應用

恒溫恒濕箱作為一款常見的溫濕度試驗設備，在汽車電子、復合材料模擬潮濕大氣環境老化方面應用十分廣泛。

在恒溫恒濕箱模擬試驗中，潮濕環境引起復合材料的破壞機理已研究較為清楚。現以水分向碳纖維環氧樹脂層合板的擴散為例，說明潮濕大氣環境對復合材料的老化機理。

復合材料中的樹脂，其平衡吸收量取決于環境中的相對濕度和溫度。吸水速度大小由濕度、溫度和樹脂的擴散速度決定。樹脂溶脹由含水分量來決定，但又部分地受纖維制約。制約程度取決于纖維的幾何條件和體積分數。在非平衡體系中，樹脂中的水的含量不均，水濃度梯度會引起材料的應力應變呈梯度分布，即使水分含量均勻，層合板中相鄰層間的溶脹性能差異也會導致內應力的產生。

水分能使環氧樹脂柔性增加，其彈性模量降低。基體模量的變化對材料縱向拉伸強度和模量幾乎沒有影響，但由于樹脂含量較大，基體膜量的改變對縱向壓縮強度和層間及層內剪切性能有較大影響。研究表明，水引起的環氧樹脂模量降低是可逆的。當外界環境改變以及水分擴散出去后，樹脂的膜量幾乎可恢復到原值。但是，對許多吸水的過程來說，水引起的性質改變又是不可逆的。不可逆的變化會導致材料物理和力學性能的明顯降低，而同時恒溫恒濕箱來模擬潮濕大氣環境可檢測出才材料的抗老化性能。