Long Term Properties of Composites and Polymers

Abstract

Kompositt- og polymermaterialer brukes i offshore og maritim industri, men data angående deres ytelse etter langvarig eksponering for miljøet er begrenset. Dette er hovedsakelig på grunn av mangel på testede data vedrørende disse materialenes langtidsegenskaper mht miljømessig aldring. Derfor har denne oppgaven som mål å finne ut om glassfiber/epoksylaminer også som ulike polymerer, er egnet for offshore og/eller maritim bruk, ved å analysere egenskapene deres før og etter akselerert aldring. Den mekaniske tapsadferden på grunn av vanninntak for polymermatrisekompositter vil bli analysert. Dette gjøres ved å beregne materialets motstand mot interlaminært brudd gjennom DCB og utmattelsestesting. Interlaminær bruddseighet (GI) og interlaminær bruddseighet motstand (GIR) vil brukes til å bestemme egenskapene til materialet. Bruken av slike tester under utformingen av et produkt lar brukeren forutsi og lokalisere potensiell delaminering i produkter, og derfor reparere dem før feil. Denne masteroppgaven fokuserer på å etablere tilnærming og test metoder som kreves for å få brukbare data for analyse.

Composite and Polymer materials are used in the offshore and maritime industries, however data regarding their performance after prolonged exposure to the environment is limited. This is mainly due to the lack of tested data regarding the long-term properties of these materials with regard to environmental aging. Therefore, this thesis aims to determine if glass fiber/epoxy laminates, as well as various polymers, are suitable for offshore and/or maritime use, by analyzing their properties prior to, and after accelerated aging. The mechanical loss behavior due to water intake for aged polymer matrix composites will be analyzed. This will be done by calculating the material’s resistance to interlaminar fracture through double cantilever beam testing and fatigue testing. Interlaminar fracture toughness (GI ), and interlaminar fracture toughness resistance (GIR) will be used to determine the properties of the material. The use of such tests during the design of a product allows the user to predict and locate potential delamination in products, and therefore repair them prior to failure. This master thesis focuses on establishing the approach and test methods required to get usable data for analysis.