一种评价树脂材料盐渗透性的方法与流程

本发明属于渗透性测试，具体涉及一种评价树脂材料盐渗透性的方法。

背景技术：

1、高性能热塑性树脂基复合材料具有韧性好、抗冲击性能好、抗疲劳性能好、耐磨性好、成型周期短等优点，而且热塑性预浸料在室温下有近乎无限的存储期，使用更方便，结合焊接技术，热塑性复合材料还可实现结构损伤修复。热塑性预浸料是制备热塑性复合材料的中间材料。然而，高性能热塑性树脂(如peek)熔融黏度高，在制备预浸料过程中树脂基体很难完全渗透到碳纤维束中，这会导致树脂浸润不充分、分布不均匀，从而出现孔隙，影响预浸料的性能。树脂粘度是随温度变化的参数，树脂粘度越高，则需要更大的浸润压力，压力小，则树脂对纤维渗透速率小，需要更长的时间才能充分浸润纤维；压力大，则树脂对纤维渗透速率大，但纤维损伤也会更严重。温度、压力、浸润时间是影响热塑预浸料质量的关键工艺参数。要获得外观和内部质量良好的高性能热塑性预浸料，必须控制合适的温度、压力以及浸润时间，保证树脂可以充分渗透到纤维束中，从而制备合格的热性预浸料，因而测量不同压力下树脂对纤维的渗透速率显得尤为重要。

2、渗透率是在一定流动驱动力推动下，流体通过多孔材料的难易程度，表征多孔介质对流体的可渗性。它与孔隙率、固体颗粒大小、分布、颗粒形状和排列方式有关的参数。目前渗透率主要通过理论分析、数值模拟和实验测量3种途径获得。其中理论分析和数值模拟针对渗透率方向和大小起决定性作用的多孔介质固有属性，建立恰当的数学模型，预测材料的渗透率。但这2种途径都只能预测满足特定假设条件的材料的渗透率，不能完全真实的描述流体在复杂多孔材料内的流动情况，因而许多复杂材料的渗透率需要试验测量。目前相对完整的复合材料的渗透率数据库还没有建立，在实际使用中一般通过现场试验的方法测定所用材料的渗透率，目前现场试验没有专门装置，大多数现场试验装置都是借助于测量金属类或陶瓷类材料的装置实现，测量精度存在误差。

3、cn115561138a公开了一种树脂对纤维渗透速率的测量装置及测试方法。该装置包括：用于储存和熔融树脂的熔胶模块，所述熔胶模块与高压气源相连通；进料口与熔胶模块的出料口相连的渗透模块，所述渗透模块内设置有待测纤维；用于对所述熔胶模块和渗透模块加热的加热装置。该方法的纤维渗透速率测量装置能够实现较大压力、较高温度下树脂对纤维渗透，且可以准确测量渗透压力、时间以及渗透深度，从而可以准确得到树脂对纤维的渗透速率，试验结果可用于指导高性能热塑性预浸料制备。

4、cn112903562a公开了一种树脂基复合材料渗透率测试装置，包括下工装、上工装和高压气瓶，上下工装组成相同，下工装包括柱状结构和法兰盘，法兰盘位于柱状结构上表面，与柱状结构一体化设计，法兰盘中心开有通孔，柱状结构中心加工有上下贯通的空腔。下工装空腔下部通过第一气管与高压气瓶连接；上工装的空腔下部连接有第二气管。试验时，将试验件放置在下工装法兰盘中心通孔中，将下工装倒置后放置在上工装上方，且上工装的法兰盘与下工装的法兰盘相对，两者通过螺钉拧紧。在两个气管上设置了一系列传感器。该方法同时公开了一种测试方法，解决复杂孔隙的树脂基复合材料渗透率测试难题，为长时间飞行条件下飞行器防隔热精细化设计提供有效支撑。

5、因此，开发一种操作简便、可适用于多种场景的渗透压检测方法，是本领域的研究重点。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种评价树脂材料盐渗透性的方法，该方法操作简便、测试成本低、测试材料环保，并且适用于多种树脂材料。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种评价树脂材料盐渗透性的方法，所述方法包括如下步骤：

4、(1)采用树脂材料对容器进行隔断，向容器的一侧加入质量为ma1的液体a，向容器的另一侧加入质量为mb1的液体b；

5、(2)静置后，称量并记录装入液体a一侧的液体质量ma2，装入液体b一侧的液体质量为mb2；

6、(3)根据ma1和ma2的大小关系、mb1和mb2的大小关系，评价所述树脂材料的盐渗透性。

7、优选地，所述液体a和液体b的浓度不同。

8、本发明中，液体a和液体b的浓度不同的原因是将树脂材料两侧的液体形成渗透压差，利于低渗透压液体转移至高渗透压液体中，便于检测树脂材料的渗透性。

9、优选地，所述液体a和液体b各自独立地选自蒸馏水或氯化盐水溶液。

10、优选地，所述树脂材料的厚度为0.5-5mm，例如可以为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm等。

11、优选地，所述ma1与mb1的比例为(2-3):(2-3)，例如可以为2:3、1:1、3:2等。

12、优选地，所述氯化盐水溶液包括氯化钠水溶液、氯化钾水溶液或氯化钙水溶液中的任意一种。

13、优选地，所述氯化盐水溶液中氯化盐的质量百分含量为25-30％，例如可以为26％、28％、30％、32％、34％等。

14、优选地，所述树脂材料包括涤纶树脂、丙烯腈-苯乙烯树脂、聚丙烯树脂或聚乙烯树脂中的任意一种。

15、优选地，所述静置的环境温度为35-45℃，例如可以为36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃等。

16、优选地，所述静置的天数为2-10天，例如可以为3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天等。

17、优选地，步骤(3)中，所述评价树脂材料的盐渗透性的标准为：容器中浓度高的一侧液体质量增加0.05％以上，浓度低的一侧液体质量减少0.4％以上，则判定树脂材料存在盐渗透性。

18、优选地，所述检测方法包括如下步骤：

19、(1)采用树脂材料对容器进行隔断，向容器的一侧加入质量为ma1的液体a，向容器的另一侧加入质量为mb1的液体b；

20、所述液体a和液体b的浓度不同；液体a和液体b各自独立地选自蒸馏水或氯化盐水溶液；

21、所述氯化盐水溶液包括氯化钠水溶液、氯化钾水溶液或氯化钙水溶液中的任意一种；所述氯化盐水溶液中氯化盐的质量百分含量为25-30％；

22、(2)35-45℃静置2-10天后，称量并记录装入液体a一侧的液体质量ma2，装入液体b一侧的液体质量为mb2；

23、(3)根据ma1和ma2的大小关系、mb1和mb2的大小关系，评价所述树脂材料的盐渗透性；容器中浓度高的一侧液体质量增加0.05％以上，浓度低的一侧液体质量减少0.4％以上，则判定所述树脂材料存在盐渗透性。

24、本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

25、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

26、本发明采用的对于树脂材料的渗透性的评价方法，操作简便、测试成本低、测试材料环保，并且适用于多种树脂材料。