玻璃鋼（玻璃纖維增強塑料）的性能很大程度上取決于其基體材料——樹脂的化學性能。其中，樹脂的耐化學腐蝕能力尤為關鍵。對于長期浸泡在水體中的玻璃鋼漁船來說，水會對玻璃纖維、樹脂以及兩者結合的纖維-樹脂界面都產生侵蝕作用。因此，理解樹脂本身的耐水性能是本章節的核心內容。
水對不同組分的侵蝕表現如下：
1. 對玻璃纖維的侵蝕：
水能夠溶解或破壞玻璃纖維結構中的硅酸鹽成分。
當水分滲入玻璃纖維表面的微裂紋后，在受到外力（如船體受力）作用時，這些水分會加速裂紋的擴展，導致玻璃纖維的強度下降。
2. 對樹脂的破壞作用：
水對樹脂基體的破壞主要有三種方式：
溶脹與增塑作用：水分子滲入樹脂內部，使得樹脂體積膨脹（溶脹），削弱了樹脂大分子之間的結合力（內聚力）。同時，水的存在就像一種“軟化劑”（增塑作用），導致整個玻璃鋼材料的彈性模量（抵抗變形的能力）降低。
促進樹脂水解：水分子會與樹脂的大分子鏈發生化學反應（水解），導致這些長分子鏈斷裂成更小的分子，直接破壞樹脂結構。
誘發微裂紋產生與發展：樹脂在固化過程中，是以固化劑分子為中心向外生長，形成內部緊密、邊緣相對疏松的非均勻結構。如果樹脂中存在雜質，特別是水溶性無機雜質，水分滲入后，由于雜質溶解產生的滲透壓效應，會在樹脂內部或界面處誘發微裂紋。這些微裂紋在外力作用下，水分會促進其進一步擴展。更嚴重的是，水分子要么直接侵入，要么通過這些微裂紋到達纖維-樹脂界面，破壞界面的結合結構，最終導致玻璃鋼的彎曲強度下降（雖然有時沖擊強度可能略有提高，但這通常不是期望的結果）。因此，對玻璃纖維表面進行有效的化學處理（如使用偶聯劑）來保護界面至關重要。
研究水浸作用的現實意義
理解水侵蝕機理的最終目的是預測玻璃鋼制品（如漁船）的使用壽命。我們可以通過實驗和模型來評估：
1. 強度衰減模型：通常假設玻璃鋼的彎曲強度隨著水浸時間的衰減遵循一個特定的規律（一階動力學過程），可以用公式表示：
`ln(σ_t / σ_0) = -Kd * t`
`σ_0`: 初始彎曲強度 (例如 130 MPa)
`σ_t`: 在特定水溫下浸泡時間 `t` 后測得的彎曲強度 (例如 85 MPa)
`Kd`: 衰減速率常數 (這個值越大，強度下降越快)
2. 溫度的影響 - Arrhenius定律： 水溫對侵蝕速率 `Kd` 影響巨大。根據Arrhenius定律，水溫越高，侵蝕越快。其關系式為：
`Kd = A * e^(-ΔE / RT)`
`A`: 常數
`R`: 氣體常數
`ΔE`: 彎曲強度衰減所需的活化能 (可以理解為開始侵蝕過程需要的能量門檻)
`T`: 水浸溫度(注意：這里的溫度必須是絕對溫度，單位是開爾文 K，例如 80°C = 353.15 K, 60°C = 333.15 K)
3. 推算不同溫度下的浸泡時間。利用上述規律，如果我們在兩個較高溫度（如 `T1`=80°C / 353.15 K 和 `T2`=60°C / 333.15 K）下做加速老化實驗，測出強度從 `σ_0` 降到 `σ_t` 所需的時間（分別為 `t1` 和 `t2`），我們就可以估算在實際使用水溫 `T3`（例如 25°C）下，強度降到同樣水平 `σ_t` 所需的時間 `t3`。推算公式為：
`ln(t3 / t1) = (T2 / T3) * [(T1 - T3) / (T1 - T2)] ln(t2 / t1)`
這個公式本質上利用了高溫下加速老化的結果，結合Arrhenius定律中溫度與反應速率的關系，來外推或內插到實際使用溫度下的時間。
表1. 水浸時間計算結果
表2. 樹脂澆注體的耐水性能比較—80℃加速水浸實驗
表3. 樹脂澆注體的耐水性能比較—60℃加速水浸實驗
（備注 以上圖表數據來源于AOC.力聯思樹脂集團）
結論：
上述機理研究和模型分析，我們可以清晰地認識到：即使是同一類別的樹脂，由于生產商的不同和工藝配方（如樹脂類型、固化劑、添加劑、纖維處理劑等）的差異，其耐水性可能存在巨大差別。這種耐水性的差異，直接決定了水侵蝕速率的快慢（即 `Kd` 的大?。?，最終對玻璃鋼漁船的使用壽命產生重大影響。選擇耐水性優異的樹脂體系并進行合理的界面保護處理，是延長玻璃鋼漁船壽命的關鍵。
（文章來源于“新型玻璃鋼漁船”公眾號，轉載須經同意）
--------------
聯系方式
電話：020-39966201/18026298689（賴先生）
傳真：020-39966209
郵箱：bohao6868@frpgd.com
公司地址：廣東省廣州市番禺區天安番禺節能科技園總部中心一號樓1104至1105
