Abstract
A review of studies of effects of temperature, moisture, solar radiation, and other aggressive environmental factors on the properties of polymer composite materials are presented to substantiate the mechanism of their aging in extremely cold climates. It has been shown that composites develop internal stresses caused by unequal thermal expansion of reinforcing fibers and polymer matrices. These internal stresses cause the occurrence of microcracks, their coalescence, and formation of macro-damages in the bulk of the binder or at the interface with fibers. Fiberglass, carbon fiber, and other reinforced materials exposed to climatic conditions can accumulate water in pores and capillaries, which can turn into a solid phase at temperatures below 0 °C and increase internal stresses. Even in cold climates, the surface of materials undergoes destruction and microcracking under the impacts of UV components of solar radiation, thus increasing the number of sources of internal stresses. The mechanical properties of composite materials deteriorate under the effects of seasonal and daily thermal cycles.
Highlights
A review of studies of effects of temperature, moisture, solar radiation, and other aggressive environmental factors on the properties of polymer composite materials are presented to substantiate the mechanism of their aging in extremely cold climates
It has been shown that composites develop internal stresses caused by unequal thermal expansion of reinforcing fibers and polymer matrices
These internal stresses cause the occurrence of microcracks, their coalescence, and formation of macro-damages in the bulk of the binder or at the interface with fibers
Summary
Представлен обзор исследований воздействия температуры, влаги, солнечной радиации и других агрессивных факторов внешней среды на свойства полимерных композиционных материалов для обоснования механизма их старения в условиях экстремально холодного климата. По данным справочника [24], пределы прочности при сжатии и изгибе углепластиков КМУ3, КМУ-4э, ВКУ-39, стеклопластиков — ВПС-31, ВПС31К60, органопластика Органит — 16-Т и других ПКМ после 1–5 лет экспонирования в открытых климатических условиях Якутска уменьшились значительнее (на 10–15 % и более), чем после аналогичного экспонирования в условиях более теплых регионов (Батуми, Сочи, Геленджик, Москва). Влияние внутренних напряжений на изменение свойств ПКМ в холодном климате Главной особенностью влияния холодного климата на свойства ПКМ является возникновение внутренних напряжений, вызванных неодинаковым термическим расширением армирующих волокон и полимерных матриц при понижении температуры и термоциклировании. Понижение температуры воздуха до -60 оС в условиях Якутска может повысить внутренние напряжения в ПКМ с капиллярно конденсированной влагой до 68 ПМа, что превышает уровень прочности при межслойном сдвиге для ряда ПКМ [28] и является дополнительной причиной появления микротрещин и отслоений. Для понимания условий стеклования и плавления замерзающей воды обратимся к литературным данным
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
