玻璃钢装置初期率的混合材料预设研讨
测试原理及测试结果分别对三种玻璃钢复合材料进行室温下的真空性能测试试验,从中选择出适合的玻璃钢材料制作玻璃钢复合材料杜瓦。三种玻璃钢分别为:双相增韧双酚A型环氧树脂玻璃钢,此种玻璃钢材料使用双相增韧双酚A型环氧树脂低温胶,并采用带胶缠绕固化成型工艺生产,可在液氦温度下使用;双酚F型环氧树脂玻璃钢,此种玻璃钢材料使用双酚F型环氧树脂低温胶,采用了真空浸渍成型工艺生产(先将玻璃纤维丝真空除气并放入经脱气的胶液中浸泡24h后缠绕,加温78,凝胶24h,130固化12h成型),可在液氦温度下使用;某外购玻璃钢,使用的低温胶和成型工艺均未知,并只可在液氮温度下使用。
测试原理压差法原理采用压差法测量材料的出气率,原理如所示。中D1、D2为真空室,G1、G2为真空规。系统抽真空平衡后,材料放气量Q可由公式(1)计算:Q=F(P2-P1)(1)式中,F为小孔固定流导;P2为样品室全压;P1为主真空室全压。
而恒定小孔在分子流状态下对于不同的气体在不同温度时的流导可由式(2)计算:Fi=09TMid02(2)式中,Mi为气体分子量;d0为小孔直径;T为测试温度。即,可通过计算分子流状态下小孔流导、测量两室的全压以及小孔压差测试出材料的出气率。测量同时,通过四极质谱仪采集残余气体谱,利用离子判别表,并根据峰的质量数,直接判定该峰对应的气体种类并确定各种气体成分比例。
双酚A型双酚A型玻璃钢材料的出气率随时间变化情况,以及两室的气压随时间的变化。测试表明,经过持续抽气25h后,两室气压基本保持不变,样品室气压约为7110-3Pa,主真空室的气压为110-4Pa,等效于氮气出气率约为1410-8Pam3/sg.从残余气体谱中分析可以看出,此种玻璃钢材料在常温抽气时所释放的气体包括氢气、水蒸气以及少量碳氢化合物(CnHm)和碳氧化合物(CO、CO2),各种气体组分依次为H2H2O(CO+CO2)CnHm=51%34%12%3%.考虑到水蒸气在低温环境下会凝结于材料表面,因此,计算材料的放气率时可以将水蒸气扣除,可估算出在低温下材料的放气率约为110-8Pam3/sg.
双酚F型此种玻璃钢材料在持续抽气19h后,两室气压双酚A型玻璃残余气体谱基本保持不变,样品室气压达到低约为1210-3Pa,主真空室压强约为2110-4Pa,等效于氮气的材料出气率约为4510-9Pam3/sg.残余气体谱显示,双酚F型环氧树脂玻璃钢材料在常温抽气时释放气体以水蒸气为主,同时样品材料的表面和体内解吸出氢气、碳氢化合物和碳氧化合物以及少量的氧气。各种气体组分依次为H2OH2(CO+CO2)CnHmO2=84%7%5%3%1.同理,将水蒸气扣除,可估算出材料在低温下的放气率约为7210-10Pam3/sg.
双酚F型玻璃钢残余气体谱223外购未知型持续抽气17h后,两室气压基本保持不变,样品室气压约为810-4Pa,主真空室的气压约为9810-5Pa,等效于氮气的材料出气率约为510-9Pam3/sg.从残余气体谱看,此种玻璃钢材料在常温抽气时释放气体成分以水蒸气为主,同时样品材料的表面和体内解吸出氢气、碳氢化合物和碳氧化合物。各组分依次为:H2OH2(CO+CO2)CnHm=72%12%12%4%.将水蒸气扣除,可估算出材料在低温下的放气率约为2410-9Pam3/sg.
测试原理压差法原理采用压差法测量材料的出气率,原理如所示。中D1、D2为真空室,G1、G2为真空规。系统抽真空平衡后,材料放气量Q可由公式(1)计算:Q=F(P2-P1)(1)式中,F为小孔固定流导;P2为样品室全压;P1为主真空室全压。
而恒定小孔在分子流状态下对于不同的气体在不同温度时的流导可由式(2)计算:Fi=09TMid02(2)式中,Mi为气体分子量;d0为小孔直径;T为测试温度。即,可通过计算分子流状态下小孔流导、测量两室的全压以及小孔压差测试出材料的出气率。测量同时,通过四极质谱仪采集残余气体谱,利用离子判别表,并根据峰的质量数,直接判定该峰对应的气体种类并确定各种气体成分比例。
双酚A型双酚A型玻璃钢材料的出气率随时间变化情况,以及两室的气压随时间的变化。测试表明,经过持续抽气25h后,两室气压基本保持不变,样品室气压约为7110-3Pa,主真空室的气压为110-4Pa,等效于氮气出气率约为1410-8Pam3/sg.从残余气体谱中分析可以看出,此种玻璃钢材料在常温抽气时所释放的气体包括氢气、水蒸气以及少量碳氢化合物(CnHm)和碳氧化合物(CO、CO2),各种气体组分依次为H2H2O(CO+CO2)CnHm=51%34%12%3%.考虑到水蒸气在低温环境下会凝结于材料表面,因此,计算材料的放气率时可以将水蒸气扣除,可估算出在低温下材料的放气率约为110-8Pam3/sg.
双酚F型此种玻璃钢材料在持续抽气19h后,两室气压双酚A型玻璃残余气体谱基本保持不变,样品室气压达到低约为1210-3Pa,主真空室压强约为2110-4Pa,等效于氮气的材料出气率约为4510-9Pam3/sg.残余气体谱显示,双酚F型环氧树脂玻璃钢材料在常温抽气时释放气体以水蒸气为主,同时样品材料的表面和体内解吸出氢气、碳氢化合物和碳氧化合物以及少量的氧气。各种气体组分依次为H2OH2(CO+CO2)CnHmO2=84%7%5%3%1.同理,将水蒸气扣除,可估算出材料在低温下的放气率约为7210-10Pam3/sg.
双酚F型玻璃钢残余气体谱223外购未知型持续抽气17h后,两室气压基本保持不变,样品室气压约为810-4Pa,主真空室的气压约为9810-5Pa,等效于氮气的材料出气率约为510-9Pam3/sg.从残余气体谱看,此种玻璃钢材料在常温抽气时释放气体成分以水蒸气为主,同时样品材料的表面和体内解吸出氢气、碳氢化合物和碳氧化合物。各组分依次为:H2OH2(CO+CO2)CnHm=72%12%12%4%.将水蒸气扣除,可估算出材料在低温下的放气率约为2410-9Pam3/sg.








































