玻璃纤维/甲基丙烯酸酯基原位固化管道内衬在海水和硫酸中的加速老化行为

作     者：张广毅 李泽庄 张超 夏洋洋 孟彭辉 方宏远 ZHANG Guangyi;LI Zezhuang;ZHANG Chao;XIA Yangyang;MENG Penghui;FANG Hongyuan

作者机构：郑州大学水利与交通学院郑州450001 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      面：299-309页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金(51978630,52178368,51909242) 河南省高效科技创新团队和人才培养计划(23IRTSTHN004,23HASTIT007) 河南省自然科学基金重点项目(232300421137) 

主　　题：原位固化管道内衬 玻璃纤维增强塑料 甲基丙烯酸酯 材料老化 吸水性 弯曲测试 

摘      要：原位固化管道(Cured-in-place-pipe,CIPP)内衬用于修复被生物硫酸腐蚀的排水管道,也用于市政排海管道。而玻璃纤维/甲基丙烯酸酯基复合材料用于CIPP内衬,在硫酸和海水环境下的耐久性尚不明确。设计了0.5%硫酸、模拟海水与高温(80℃)加速相耦合的老化实验,以纯水作为对照,基于吸水测试、三点弯曲测试、接触角分析、SEM和FTIR等表征测试方法,研究了玻璃纤维/甲基丙烯酸酯基CIPP内衬的老化行为。结果显示:0.5%硫酸、模拟海水和纯水加速老化1440 h后,弯曲强度分别下降了57.9%、58.4%和57.4%,而弯曲模量没有明显下降;酯键水解生成的羟基部分被氧化为羰基,使树脂老化后颜色发黄;硫酸劣化了树脂表面使润湿性降低,也通过腐蚀表面玻璃纤维促进了水分扩散;海水中盐分析出结晶阻碍了水分扩散,也严重破坏了材料表面的树脂层,使润湿性增强。提高CIPP内衬的耐久性,重点应该抑制水分扩散劣化界面。可为甲基丙烯酸酯用于CIPP修复材料的耐久性评估提供参考依据。