吸水性能是指玻璃鋼在水中放置一段時(shí)間后,所表現(xiàn)出來(lái)的吸收水分的能力,它可以相對(duì)地反映出材料質(zhì)量的優(yōu)劣,是評(píng)價(jià)材料質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
玻璃鋼的吸水性能常用吸水重量(W),單位面積吸水量(W3 )和吸水率(Wp·c )來(lái)表示,它們的物理意義是:
各種玻璃鋼的吸水性差異很大,其吸水率一般變化0.3-1.4%在范圍。
玻璃鋼的吸水性,是一個(gè)涉及面很廣的研究課題。玻璃鋼的吸水率大小,不僅和選用的樹脂、纖維有關(guān),而且還和成型工藝、試件厚度、試件表面積、纖維在試件中的排列方向以及試件在水中浸泡時(shí)間和溫度有關(guān)。
關(guān)于原材料對(duì)玻璃鋼吸水性的影響,我們將在以后的耐水性中進(jìn)行詳細(xì)討論。一般來(lái)講,無(wú)堿玻璃纖維的吸水性能比有堿玻璃纖維小,玻璃纖維采用表面處理劑處理后,能夠改善其吸水性。至于樹脂,如其大分子結(jié)構(gòu)中親水基因少,結(jié)構(gòu)致密,交聯(lián)密度大,則有利于降低樹脂的吸水性。
玻璃鋼吸水后,不僅會(huì)使力學(xué)性能降低,電子學(xué)性能變壞,而且會(huì)影響到玻璃鋼的耐久性,使其使用壽命縮短。
下面就吸水時(shí)間、水浸泡溫度、試件厚度、試件表面積和試件中纖維排列方向等因素,對(duì)玻璃鋼吸水性影響分別進(jìn)行討論。
(一)影響吸水性的因素
1.吸水量和吸水時(shí)間關(guān)系
玻璃鋼浸水試驗(yàn)初期,因吸水而使重量增加,逐漸達(dá)到飽和并開始浸瀝使重量減少,在吸水量和浸泡時(shí)間關(guān)系曲線上,吸水量出現(xiàn)極大值或拐點(diǎn).圖1-1為玻璃鋼試件(20*20*10 毫米)重量隨浸泡時(shí)間增長(zhǎng)的變化。
由圖1-1中看出,聚酯冷固化玻璃鋼由于樹脂降解,玻璃纖維被浸瀝最后導(dǎo)致試件重量下降,而環(huán)氧樹脂則無(wú)此現(xiàn)象。這是因?yàn)榄h(huán)氧樹脂耐水性較好,浸水流失組分較少之故。
從圖1-1中還可以看到,200 天浸泡后,聚酯冷固化玻璃鋼失重較大,而澆注體失重較小。從浸泡玻璃鋼的水析來(lái)看,有機(jī)組分占90% ,這說(shuō)明玻璃鋼流失水中的主要是樹脂。因?yàn)椴Aт撝胁AЮw維氣樹脂的界面很大,水浸瀝玻璃纖維后呈堿性,更加速樹脂水解。
2.吸水量和浸水溫度的關(guān)系
正常情況下,玻璃鋼的吸水量隨著浸泡水的溫度升高而增大。其原因有二:一是升高溫度增加了水分子的滲透性;二是溫度升高后加速了樹脂基體中大分子的布郎運(yùn)動(dòng),使分子間的范德華力減弱,材料的密實(shí)性下降,水分子更易進(jìn)入,故使吸水量增加。
3.吸水量與試件厚度關(guān)系
若以玻璃布的層數(shù) n來(lái)表示試件的厚度,則吸水量與試件厚度的關(guān)系如圖1-2所示。即厚度越大,吸水量越高,但增加速率較薄試件小。
4.玻璃鋼吸水量和試件大小關(guān)系
水進(jìn)入玻璃鋼內(nèi)部,總是從試件的表面滲入的,因此在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(一般規(guī)定為24小時(shí)),玻璃鋼試件的表面積越大,滲入的水就越多。這主要是因?yàn)楸砻娣e大的玻璃鋼試件與水接觸的面積也大,故吸水量增加。所以在短時(shí)間內(nèi),單面接觸水的玻璃鋼要比浸泡在水中的玻璃鋼吸水量小。


5.吸水量與纖維在玻璃鋼中的分布關(guān)系
由于玻璃布的經(jīng)緯向密度不同,因而使矩形試件的吸水量隨其截取方向不同而存有差異。例如,用經(jīng)緯度為36根/18根(厘米寬度)的玻璃布糊制120毫米長(zhǎng),15 毫米寬的試件,試件的長(zhǎng)度方向平行于經(jīng)緯兩個(gè)方向,其吸水量測(cè)試結(jié)果相差很大:
6.含濕量對(duì)吸水量影響
試件含濕量不同,吸水量也不一樣。一般來(lái)講含濕量高的試件,吸水量小,反之亦然,因此,在做吸水量試驗(yàn)時(shí),試件必須烘干至衡重。
(二)玻璃鋼吸水性試驗(yàn)
玻璃鋼吸水性試驗(yàn)可參照國(guó)標(biāo)GB1462-78 規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
1.試驗(yàn)條件及試樣
玻璃鋼吸水性試驗(yàn)的試樣尺寸按表1-3 選擇。
每組試樣數(shù)量不少于3個(gè)。吸水性試驗(yàn)是在水溫20±5℃浸水時(shí)間24±0.5 小時(shí)條件下進(jìn)行。若條件不同,要記錄實(shí)際水溫和浸水時(shí)間。試驗(yàn)用感量為0.0005克的分析天平。恒溫水浴的溫度波動(dòng)范圍不大于±5℃
2.試驗(yàn)
試樣在試驗(yàn)前用蘸有無(wú)腐蝕溶劑的軟布擦干凈,然后進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理?xiàng)l件按下列兩種方法任選一種或按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:
(1)70 ℃干燥4 小時(shí)后放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫。
(2)105 ℃干燥1 小時(shí)后放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫。將合格試樣編號(hào)。測(cè)量試樣尺寸。測(cè)量精度為:試樣尺寸小于和等于10毫米的,精確到0.02 毫米;大于10 毫米的,精確到0.05 毫米處理后的試樣浸入蒸餾水中,注意使表面不應(yīng)附有氣泡,試樣相互間及與容器壁不應(yīng)接觸。浸水24小時(shí)后從水中取出,用濾紙吸干表面,立即稱重。整個(gè)過(guò)程應(yīng)在1 分鐘內(nèi)完成,延長(zhǎng)時(shí)間會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。浸水稱量后的試樣,再在與預(yù)處理相同的條件干燥后稱量。
3.計(jì)算