玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能分析

时间：2020-03-30 05:14:53 来源：千叶帆本文已影响人

摘要：本文主要介绍了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能，重点介绍了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的特点、对复合材料涂层耐污性能进行的测试以及测试结果分析两个方面的内容。对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能进行测试，可以拓宽该复合材料在我国的应用范围，促进我国相关行业的发展和进步。

关键词：玻璃纤维；复合材料；涂层耐污性能

一、玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的特点介绍

科学研究发现，与其他相同用途的材料相比，玻璃纤维增强环氧树脂复合材料所具有的优势分别有：质量轻、强度大、耐腐蚀性强、绝缘性能好以及可设计性较好等。基于以上特点和优势，目前全球范围内，玻璃纤维增强环氧树脂复合材料已经在电网运行系统中得到了较为广泛的应用。我国的相关科研人员从2006年开始着手对此种类型的复合材料进行研究，虽然目前已经在某些行业中对于玻璃纤维增强环氧树脂复合材料有了小范围的应用，但是由于对其涂层的耐污性能没有一个非常清晰的认识，而且应用该复合材料的成本较高，因此玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在我国尚未有较广泛的应用。由此可知，对玻璃纤维增强环氧樹脂复合材料涂层的耐污性能进行测试和研究具有非常重要的作用。

二、对复合材料涂层耐污性能进行的测试以及测试结果分析

对复合材料涂层耐污性能进行的测试如图1所示：

（一）选用接触角测试方法对其涂层疏水性能进行测试

目前，在相关的科研领域内，一般有两种方法可用于对材料表面的疏水性能进行测试。如果需要进行的测试为现场测试，那么大多数实验人员都会选择喷水分级法。具体来讲，利用喷水分级法对复合材料表面的疏水性能进行测试时，测试人员首先，要将疏水性能分为七个不同的等级，然后再根据实际情况给出评判的标准和依据，其中，一级表示疏水性能最强，七级表示疏水性能最弱。还有一种测量疏水性能的方法为利用水珠来测量其在复合材料表层的接触角和滚动角大小，角的大小就能体现出复合材料表层的疏水性能，如果接触角的大小在90°以下的范围之内，那就说明该复合材料的性能为亲水性，大于90°以及大于120°分别表示复合材料的亲水性能为疏水性和超级疏水性，在测量水珠与复合材料表面的接触角和滚动角时，实验人员需要应用较为专业的光学接触角测试仪。对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料表层的疏水性能进行测试使用的方法为接触角测量法。

（二）利用滚动角测试方法对复合材料表层的润湿性进行测试

复合材料表层的润湿性可以通过滚动角的大小来表现出来，滚动角测试方法是工业中较为常用的一种润湿性测试方法。实验人员将专门的液滴滴在待测材料的表面，此时待测材料必须为倾斜状态，等液滴刚好发生滚动时，复合材料的倾斜表面与水平面所形成的角度就是所谓的滚动角，一般情况下用α来表示。

（三）对复合材料杆塔进行耐压测试

利用玻璃纤维增强环氧树脂复合材料所制造的杆塔本身就具有该复合材料的优势，但是由于杆塔在建造的过程中还具有一定的结构特点，因此其具有的绝缘性能是否能够达到其使用的标准还需要进行进一步的测试。这时测试人员就需要设计一系列的实验对复合材料杆塔的耐压性进行测试，不同的实验必须要有不同的场景设计，比如杆塔处于恶劣天气中、杆塔表面有污秽或者受潮等，这样才能较为准确测试出不同环境下复合材料杆塔所具备的耐压性能。

（四）玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐污性能测试

实验人员在对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐污性能进行测试时，可以采用润湿污秽耐压的方法。具体来讲，从疏水性能测试中已经得到玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的表层具有疏水性，因此，对该材料进行涂污处理时，首先要将适量的干燥的硅藻土涂在其表面。其次，要参照人工涂污的方式，将实验人员预先配置好的污秽液均匀涂抹在待测复合材料的表面。需要注意的是，污秽液涂抹完成后并不能立即开始进行测试，需要等到复合材料表面完全干燥之后才能进行后续的测试流程。对待测复合材料进行涂污处理的正确流程如图2所示。测试玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐污性能所采用的方法为均匀升压法，具体来讲，在进行正式测试的过程中，测试人员要将适当大小的电压值放在待测复合材料的两端，这样可以在一定程度上保证待测复合材料的湿润，使其能够达到饱和湿润的状态。实验人员在采用均匀升压的过程中，要始终确保复合材料表面处于饱和湿润的状态，这样才能提高实验结果的准确度。除此之外，实验人员还需要注意的是，对电压进行升高的最好时机就是泄漏电流最大的时候，这个时候实验人员要把握时机进行迅速的升压，使其达到复合材料的闪络。通过实验发现，耐污性能最好的材料为PRTV复合材料，其耐污性能比其他普通复合材料的耐污性能高百分之二十左右。

三、小结

对复合材料涂层耐污性能进行的测试分别有：选用接触角测试方法对其涂层疏水性能进行测试；利用滚动角测试方法对复合材料表层的润湿性进行测试；对复合材料进行耐压测试；玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐污性能测试等。通过进行玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的各项性能测试，发现IC701复合材料的疏水性能最好，PRTV复合材料的耐污性能最好。无论哪一种复合材料的涂料，如果经过了表面的放电闪络，那么其表面的疏水性就会在一定程度上有所弱化。

参考文献：

[1]胡虔，王建刚，吴雄等.玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能[J].高电压技术，2016（6）.

作者简介：

高晨，南通星辰合成材料有限公司；

金戈，南通星辰合成材料有限公司；

沈云峰，南通星辰合成材料有限公司。

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