Investigation of hydrothermal behaviour and active degradation mechanisms of mechanical properties of polymer matrix composite

Abstract

Στην πλειοψηφία των εφαρμογών οι δομές εκτίθενται σε δριμείς περιβαλλοντικέ συνθήκες όπως οι μεταβολές θερμοκρασίας, υγρασίας, οξείδωσης κλπ., Καθώς και συνδυασμό περιβαλλοντικών συνθηκών παρουσία μηχανικής καταπόνησης για μεγάλες χρονικές περιόδους προκαλώντας υποβάθμιση και ζημιά στα υλικά. Ο συνδυασμός ακραίων περιβαλλοντικών συνθηκών και μηχανικής φόρτωσης κατά τη λειτουργία της δομής επηρεάζει την διάρκεια ζωής της κατασκευής και σχετίζεται άμεσα με το λειτουργικό κόστος ασφάλειας και συντήρησης της. Ο κύριος σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη της επίδρασης της υδροθερμικής γήρανσης στις μηχανικές ιδιότητες διαφόρων τύπων σύνθετων υλικών. Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης, η συμπεριφορά εποξειδικών ρητινών (νανο-ενισχυμένων και μη), σύνθετων υλικών εποξειδικής ρητίνης ενισχυμένων με ίνες γυαλιού (νανο-ενισχυμένων και μη), συνθέτων υλικών κυανεστερικής μήτρας με ίνες γυαλιού και τέλος εξετάστηκε η υδροθερμική συμπεριφορά αυνθέτων υλικών με ίνες λιναριού και διάφορους τύπους βιορητινών και μη. Μια βασική ιδέα στην οποία βασίστηκε η παρούσα διδακτορική διατριβή ήταν η μελέτη και διερεύνηση της συμπεριφοράς σύνθετων υλικών διαφορετικών τύπων υπό συνθήκες υδροθερμικής γήρανσης. Η κινητική της προσρόφησης νερού σε διάφορους τύπους σύνθετων υλικών, μελετάται ευρέως χρησιμοποιώντας μοντέλα διάχυσης Fickian, Langmuir και Dual Stage. Σε όλους τους τύπους σύνθετων υλικών που εξετάστηκαν, διερευνάται η υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων λόγω της υδροθερμικής γήρανσης και εξετάζεται η διαδικασία της πιθανής ανάκτησης των ιδιοτήτων όταν το απορροφούμενο νερό χάνεται για κάποιο λόγο. Σε όλα τα κεφάλαια της παρούσας εργασίας, υπάρχει μια αναλυτική προσπάθεια να εξηγηθούν τα ευρήματα και η τεκμηρίωση των μηχανισμών γήρανσης.