本發(fā)明涉及包含嵌入熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)中的多個(gè)纖維材料層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，更具體地涉及評(píng)估這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分的方法。

背景技術(shù)：

1、復(fù)合材料，例如纖維增強(qiáng)塑料，因其優(yōu)越的強(qiáng)度和重量特性而廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。典型的例子是，復(fù)合結(jié)構(gòu)可包含嵌入聚合物基質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)材料層。例如，復(fù)合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片殼體等復(fù)合體可包含嵌入熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)中的多個(gè)纖維材料層。在許多情況下，在制造此類復(fù)合結(jié)構(gòu)或本體后，可能只有結(jié)構(gòu)的外部和/或內(nèi)部表面可見(jiàn)。因此，通過(guò)目視檢查可能無(wú)法評(píng)估復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分。

2、對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分進(jìn)行評(píng)估可能在許多不同情況下發(fā)揮作用。例如，評(píng)估可能有助于質(zhì)量控制或調(diào)查故障或瑕疵的原因。此外，在修復(fù)復(fù)合體(例如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片)時(shí)，以與復(fù)合體現(xiàn)有材料基本相同的順序和方向排列基本等效的修復(fù)材料可能更為有利。

3、在現(xiàn)有方法中，對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分的評(píng)估通常會(huì)對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p壞，需要通過(guò)機(jī)械方式去除每一層(例如通過(guò)研磨)，然后再評(píng)估結(jié)構(gòu)中的每個(gè)后續(xù)層。除了損壞復(fù)合結(jié)構(gòu)外，這種方法還耗時(shí)且難以控制。此外，由于必須將纖維材料層磨掉才能露出下一層材料，因此很難準(zhǔn)確詳細(xì)地評(píng)估各個(gè)層及其各自的部件，因?yàn)槔w維材料在評(píng)估過(guò)程中會(huì)被損壞或破壞。因此，需要一種改進(jìn)的評(píng)估復(fù)合結(jié)構(gòu)的部件的方法。

4、本發(fā)明正是在這樣的背景下做出的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種評(píng)估復(fù)合結(jié)構(gòu)組分(constituent?components)的方法。該復(fù)合結(jié)構(gòu)包含嵌入在具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)中的多個(gè)纖維材料層。該方法包括將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中，以至少部分降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)。該處理流體包含甲酸和/或乙酸。該方法還包括在暴露于處理流體期間臨時(shí)約束復(fù)合結(jié)構(gòu)，以保持纖維材料層的順序和/或方向和/或數(shù)量。此外，該方法還包括將一個(gè)或多個(gè)纖維材料層與一個(gè)或多個(gè)其他纖維材料層分離，從而評(píng)估復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分。

2、例如，評(píng)估復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分可能涉及評(píng)估纖維材料的方向、纖維材料的類型、纖維材料的厚度、纖維材料的層數(shù)和/或纖維材料的層的順序中的至少一個(gè)。

3、在一些優(yōu)選實(shí)施例中，纖維材料可以包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、金屬纖維和/或聚乙烯纖維。因此，在一些實(shí)施例中，包含嵌入熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)中的纖維材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以被描述為包含纖維增強(qiáng)聚合物。具體而言，在一些實(shí)施例中，纖維材料可以包括一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)材料的制造片材、層片或墊片。例如，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括以下材料中的任何一種：一個(gè)或多個(gè)編織增強(qiáng)纖維層片、一個(gè)或多個(gè)纖維織物材料層片、一個(gè)或多個(gè)單向纖維材料層片(即增強(qiáng)纖維沿一個(gè)方向延伸)、一個(gè)或多個(gè)多軸纖維材料層片(即增強(qiáng)纖維沿多個(gè)選定方向延伸，例如雙軸或三軸纖維材料)，或一個(gè)或多個(gè)短切纖維墊片(例如氈或面紗氈)，僅列舉一些可能的非限制性示例。

4、在一些示例中，纖維材料可包含選自以下一種或多種的纖維：合成纖維、半合成纖維、再生纖維、植物纖維、碳纖維、巖石纖維、玻璃纖維和/或金屬纖維。在一些優(yōu)選示例中，纖維可以是至少一片包含纖維的薄片，例如，至少一片包含嵌入不同于熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的聚合物中的纖維的薄片。

5、復(fù)合結(jié)構(gòu)在一些示例中可包含含金屬部件。在復(fù)合結(jié)構(gòu)包含金屬的示例中，此類金屬材料優(yōu)選采用網(wǎng)格、網(wǎng)狀物、金屬絲或傳感器的形式。該方法可以通過(guò)至少部分降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)，使所述或每種含金屬部件從熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)中釋放出來(lái)，從而方便檢測(cè)復(fù)合結(jié)構(gòu)中的此類含金屬部件。

6、復(fù)合結(jié)構(gòu)的熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)可包含環(huán)氧樹(shù)脂基聚合物和至少一種反應(yīng)性固化劑或催化劑。環(huán)氧樹(shù)脂可通過(guò)常規(guī)加熱或輻射(例如電離、紅外輻射、電子束等)固化。此外或可選地，環(huán)氧樹(shù)脂可通過(guò)至少一種固化劑(例如一種或多種酸酐固化劑，和/或一種或多種硫醇固化劑，和/或一種或多種胺固化劑)固化。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)可以不包含二硫鍵橋基團(tuán)。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)為胺固化熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)。胺固化熱固性環(huán)氧樹(shù)脂的實(shí)例包括olinairstone760、hexionrimr035c灌注環(huán)氧樹(shù)脂和adityabirlarecyclamine體系。此類環(huán)氧樹(shù)脂體系允許通過(guò)在包含甲酸和/或乙酸的酸性溶液中在相對(duì)溫和的條件下溶脹和/或溶解來(lái)實(shí)現(xiàn)纖維材料層的分離。對(duì)于甲酸，在常溫常壓下，至少50wt％的甲酸溶液被發(fā)現(xiàn)非常有效。然而，升高溫度、壓力和濃度會(huì)加快反應(yīng)速度。在一些示例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可描述為包含復(fù)合層壓結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎鄠€(gè)纖維材料層通過(guò)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)層壓在一起。此外，在一些示例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可包含夾層結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)或多個(gè)部件(例如輕質(zhì)芯材或復(fù)合層)夾在復(fù)合結(jié)構(gòu)的內(nèi)層和外層之間。

7、應(yīng)當(dāng)理解，將一個(gè)或多個(gè)纖維材料層與一個(gè)或多個(gè)其他纖維材料層分離，可以描述為將復(fù)合結(jié)構(gòu)的多個(gè)纖維材料層分層。因此，通過(guò)將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可能會(huì)表現(xiàn)出分層，即分離成單獨(dú)的層或單獨(dú)的組分。

8、如上所述，將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中至少會(huì)部分降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)。本文中，除非另有說(shuō)明，降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)包括破壞熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使環(huán)氧樹(shù)脂失去結(jié)構(gòu)完整性，從而無(wú)法將復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分(即纖維材料層)粘合在一起。例如，在一些例子中，降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)可能包括溶解環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)，從而將纖維材料層從環(huán)氧樹(shù)脂中釋放(即分離)。備選地，在一些例子中，降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)可能包括使環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)溶脹，從而將纖維材料層從環(huán)氧樹(shù)脂中釋放(即分離)，如下文將更詳細(xì)地描述。

9、應(yīng)理解，本文中使用的“溶脹”及其等效術(shù)語(yǔ)是指溶脹流體進(jìn)入(即滲透)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)，在熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)未完全溶解的情況下，在空間方向上打開(kāi)或擴(kuò)展熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)的尺寸和/或質(zhì)量增加。此外，本文中使用的“溶脹流體”應(yīng)理解為包含甲酸且能夠溶脹和/或分解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的流體。

10、將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于包含甲酸和/或乙酸的處理流體中，使熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)溶脹，有利于促進(jìn)處理流體滲透到熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。隨著時(shí)間的推移，熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的溶脹會(huì)機(jī)械地破壞熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成大量從纖維材料層中釋放出來(lái)的熱固性環(huán)氧碎片，從而釋放纖維材料層。

11、因此，該方法可以包括使處理流體浸潤(rùn)復(fù)合結(jié)構(gòu)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以使處理流體能夠機(jī)械地破壞熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該時(shí)間可能取決于處理流體的濃度(即甲酸和/或乙酸的濃度)、復(fù)合結(jié)構(gòu)的尺寸以及復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體的環(huán)境溫度和壓力。在一些示例中，該方法可以包括使處理流體浸潤(rùn)復(fù)合結(jié)構(gòu)長(zhǎng)達(dá)144小時(shí)，優(yōu)選1小時(shí)至130小時(shí)，更優(yōu)選10小時(shí)至100小時(shí)，更優(yōu)選24小時(shí)至96小時(shí)，更優(yōu)選長(zhǎng)達(dá)72小時(shí)，更優(yōu)選長(zhǎng)達(dá)48小時(shí)。

12、在一些優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體時(shí)，處理流體可以至少部分為液體，即處于液態(tài)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體時(shí)，處理流體可以包含氣態(tài)流體和液態(tài)流體的混合物。然而，在一些特別有利的實(shí)施例中，當(dāng)復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體時(shí)，處理流體可以是液態(tài)。

13、在一些優(yōu)選實(shí)施例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可暴露于溫度高達(dá)100℃的處理流體中，例如8℃至75℃，優(yōu)選10℃至50℃，更優(yōu)選20℃至35℃，甚至更優(yōu)選22℃至27℃。復(fù)合結(jié)構(gòu)可在常壓或高壓條件下暴露于處理流體中。例如，復(fù)合結(jié)構(gòu)可暴露于壓力高達(dá)3巴、優(yōu)選壓力高達(dá)2巴、更優(yōu)選壓力高達(dá)1.5巴的處理流體中。

14、在一些示例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以是完整的復(fù)合體，即完整的復(fù)合部分。因此，該方法可以包括將復(fù)合體暴露于處理流體中。然而，在一些其他示例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以是樣本部分。因此，該方法還可以包括從更大的復(fù)合體中提取樣本部分。

15、樣本部分有助于評(píng)估復(fù)合體的組分，而無(wú)需對(duì)復(fù)合體造成過(guò)度損壞。此外，較小的樣本部分可以在更嚴(yán)密可控的條件下進(jìn)行檢查和評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確、更可靠的評(píng)估。與之前的評(píng)估方法(例如，如背景技術(shù)中所述，通過(guò)研磨復(fù)合體的各層來(lái)確定其組分)相比，使用根據(jù)本文所述方法示例的樣本部分對(duì)現(xiàn)有復(fù)合體的損害更小。此外，該方法有助于評(píng)估樣本部分的各個(gè)組分，并且不會(huì)損壞樣本部分的纖維材料層。因此，可以更詳細(xì)地評(píng)估和測(cè)量這些層，從而獲得比使用之前方法更可靠、更準(zhǔn)確的信息。

16、應(yīng)理解，此示例中的“較大復(fù)合體”是相對(duì)于樣本部分定義的，即復(fù)合體大于樣本部分。樣本部分也可稱為樣品部分。值得注意的是，樣本/樣品部分的功能是便于評(píng)估或研究復(fù)合體的組分，而無(wú)需對(duì)整個(gè)復(fù)合體進(jìn)行測(cè)試和/或分析。因此，應(yīng)理解，“樣本部分”和“樣品部分”這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)在本文中可以互換使用。

17、在一些示例中，復(fù)合體可以是交通工具(即，運(yùn)載工具，例如，浮動(dòng)船舶、飛機(jī)或公路車輛)的至少一部分。在其他一些示例中，復(fù)合體可以是運(yùn)動(dòng)器材，例如，滑雪板、自行車、頭盔或網(wǎng)球拍。然而，該方法在復(fù)合體是風(fēng)力渦輪機(jī)部件的示例中尤其有利。

18、例如，在一些示例中，復(fù)合體可以是風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的鼻錐、整流罩或輪轂的一部分。備選地，復(fù)合體可以是機(jī)艙蓋或外殼、風(fēng)力渦輪機(jī)塔架的一部分，例如塔壁、塔架平臺(tái)或艙口。在一些特別有利的示例中，風(fēng)力渦輪機(jī)部件可以是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片部件。

19、例如，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片部件可以是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的復(fù)合增強(qiáng)結(jié)構(gòu)部件。在一些特別有利的示例中，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片部件可以是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的復(fù)合殼體。正如稍后將更詳細(xì)描述的，該方法對(duì)于評(píng)估風(fēng)力渦輪機(jī)葉片復(fù)合殼體的組分尤其有利，因?yàn)榇蠖鄶?shù)葉片維修都是在葉片殼體上進(jìn)行的。例如，評(píng)估可以確定正確的纖維材料和/或此類纖維材料的方向，以便修復(fù)復(fù)合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片殼體的受損區(qū)域。

20、除了便于評(píng)估纖維材料的含量、類型和方向外，該方法還可以方便評(píng)估復(fù)合體的其他特征。例如，在一些示例中，復(fù)合體和/或復(fù)合結(jié)構(gòu)除了纖維材料外，還可以包含其他組分。例如，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可包含防雷部件，例如雷電導(dǎo)體和/或集雷器。例如，復(fù)合體可以包含非復(fù)合部分，這些部件可以是金屬網(wǎng)的形式。此外，在一些示例中，除了纖維材料外，組分還可以包括傳感器、加熱元件、非環(huán)氧涂層、芯元件或其他非纖維元件。此外，葉片可以包含不同形式的碳纖維，例如具有不同聚合物樹(shù)脂基體的預(yù)固化拉擠成型件，或與葉片或部件的其他部分在相同的環(huán)氧基體中固化的紡絲碳纖維。分離復(fù)合結(jié)構(gòu)的各個(gè)層可以更徹底地分析碳材料。應(yīng)該理解的是，該方法可以促進(jìn)對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的這種組分的分析——作為初步評(píng)估的一部分，或者作為最初無(wú)法完全訪問(wèn)的部件的離線進(jìn)一步分析，例如在初步評(píng)估中沒(méi)有完全深入研究的碳梁帽或傳感器。

21、在一些示例中，從較大的復(fù)合體中提取樣本部分可以包括使用機(jī)械切割工具從復(fù)合體中提取樣本部分。這種提取方法可以有利地降低在提取樣本部分的過(guò)程中損壞或移位復(fù)合結(jié)構(gòu)(即樣本部分)的組分(例如纖維材料)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，這種方法還可以有利地最大限度地減少提取過(guò)程中對(duì)復(fù)合體的損壞。特別是當(dāng)樣本部分的提取與復(fù)合體的后續(xù)修復(fù)相結(jié)合時(shí)，該方法可以在不永久降低復(fù)合體結(jié)構(gòu)完整性的情況下進(jìn)行研究。

22、在一些示例中，可以使用曲線鋸或多功能工具從復(fù)合體中提取樣本部分。在一些示例中，從較大的復(fù)合體中提取樣本部分可以包括使用旋轉(zhuǎn)刀具從復(fù)合體中提取樣本部分。在一些示例中，這種旋轉(zhuǎn)刀具可以是圓盤(pán)刀具或鋸片。在一些優(yōu)選示例中，旋轉(zhuǎn)刀具可以包括空心鉆或孔鋸。因此，樣本部分可以是巖心樣品。此外或可選地，在一些優(yōu)選示例中，旋轉(zhuǎn)刀具可以包括金剛石和/或硬質(zhì)合金刀頭的切削刃或切削齒。同樣，這種切割裝置有利于最大限度地減少提取過(guò)程中對(duì)樣本部分和復(fù)合體的損壞。

23、在一些示例中，從較大的復(fù)合體中提取樣本部分后，該方法可以包括修復(fù)較大復(fù)合體中提取樣本部分的步驟。例如，這可以通過(guò)在提取樣本部分的位置涂抹粘合劑或樹(shù)脂(例如填充粘合劑或膨脹粘合劑)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，粘合劑或樹(shù)脂可以通過(guò)玻璃纖維片或短切纖維進(jìn)行增強(qiáng)。

24、在一些示例中，較大的復(fù)合體可包含受損區(qū)域。因此，該方法可以包括從復(fù)合體上距離受損區(qū)域不超過(guò)1米(優(yōu)選不超過(guò)0.5米)的位置提取樣本部分。因此，該方法可以在特別有利的示例中實(shí)施，以評(píng)估靠近需要修復(fù)區(qū)域的復(fù)合體的組分。因此，該方法有助于研究確定用于修復(fù)復(fù)合體受損區(qū)域的正確材料。此外，在一些有利的示例中，該方法可以有益地幫助確定靠近受損區(qū)域的纖維材料的方向。這有助于確保在修復(fù)復(fù)合體時(shí)，正確的修復(fù)材料(即與現(xiàn)有復(fù)合體中存在的材料基本相同的材料)以正確的方向排列，即與復(fù)合體中現(xiàn)有材料的方向基本相同的方向。

25、例如，如前所述，復(fù)合體可以是復(fù)合殼體、抗剪腹板或風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的其他部件。此類風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在使用過(guò)程中可能會(huì)損壞，例如由于侵蝕、雷擊或撞擊損傷(例如鳥(niǎo)擊)。因此，復(fù)合體(例如復(fù)合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片)可包含受損區(qū)域，并且該方法可以包括從復(fù)合體上距離受損區(qū)域不超過(guò)1米(最好不超過(guò)0.5米)的位置提取樣本部分。如前文關(guān)于復(fù)合體的一般描述，本文所述方法有利于對(duì)復(fù)合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的組分進(jìn)行研究和評(píng)估，以便可以使用與復(fù)合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片殼體現(xiàn)有材料基本等效的材料以基本等效的方向排列來(lái)修復(fù)葉片。這有助于確保在修復(fù)葉片時(shí)準(zhǔn)確地更換、重建或(如果需要)加固載荷路徑。

26、此外，通過(guò)從風(fēng)力渦輪機(jī)葉片殼體中提取樣本部分(即復(fù)合結(jié)構(gòu))來(lái)研究殼體的組分，可以避免對(duì)葉片復(fù)合體造成不必要的額外損壞。這意味著，在評(píng)估復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分后，可以相對(duì)簡(jiǎn)單地修復(fù)葉片殼體。相反，之前的修復(fù)方法需要大量的打磨操作來(lái)去除受損區(qū)域周圍的材料，通常會(huì)形成大的倒角凹槽，以確定修復(fù)所需的纖維材料的類型和方向。因此，顯然，本文描述的方法可以最大限度地減少對(duì)葉片的此類額外損壞，從而降低修復(fù)所需的成本和時(shí)間，同時(shí)還提高了此類修復(fù)的結(jié)構(gòu)完整性和性能。

27、在一些示例中，樣本部分的寬度可為0.010米至0.100米，優(yōu)選為0.025米至0.075米，更優(yōu)選為0.04米至0.06米。這有助于確保樣本部分能夠準(zhǔn)確表示復(fù)合體的組分。例如，寬度符合上述最小值要求的樣本部分，有利于確保樣本足夠大，能夠考慮復(fù)合體中纖維材料排列的任何潛在變化，例如任何纖維材料的類型和方向的變化、纖維材料的密度和/或單位面積重量的變化，或復(fù)合體制造過(guò)程中產(chǎn)生的任何其他變化，從而準(zhǔn)確表示復(fù)合體的組分。此外，寬度符合上述最大值要求的樣本部分有助于確保復(fù)合體不會(huì)受到不必要的損壞，即限制從復(fù)合體中提取的樣本部分的尺寸，有助于確保樣本的提取不會(huì)損害復(fù)合體的結(jié)構(gòu)完整性。在一些示例中，樣本部分的寬度可以為0.050米。應(yīng)當(dāng)理解，在一些示例中，樣本部分的寬度也可以稱為樣本部分的直徑。

28、樣本部分的尺寸優(yōu)選相對(duì)于被研究的復(fù)合體的尺寸較小。優(yōu)選的是樣本部分的面積小于復(fù)合體面積的2％，更優(yōu)選的是樣本部分的面積小于復(fù)合體面積的1％，進(jìn)一步優(yōu)選的是樣本部分的面積小于復(fù)合體面積的0.5％。

29、在一些示例中，樣本部分的長(zhǎng)寬比可以小于1:2，優(yōu)選小于1:1.75，更優(yōu)選小于1:1.5，其中長(zhǎng)寬比定義為樣本部分寬度與樣本部分高度之比。這有助于確保復(fù)合結(jié)構(gòu)(即樣本部分)及其組分在暴露于處理流體時(shí)以及隨后熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)降解時(shí)保持穩(wěn)定，從而有助于準(zhǔn)確評(píng)估組分(即纖維材料層)的順序和/或取向。

30、值得注意的是，在樣本部分基本呈圓柱形的示例中，例如使用旋轉(zhuǎn)機(jī)械切削工具(例如孔鋸或空心鉆)從復(fù)合體中取出樣本部分的示例中，樣本部分的寬度即為樣本部分的直徑。因此，本文中對(duì)樣本部分寬度的任何提及均應(yīng)理解為等同于樣本部分的直徑。

31、在一些示例中，處理流體可包含至少20wt％的甲酸，優(yōu)選至少50wt％的甲酸，更優(yōu)選至少80wt％的甲酸。甲酸也可稱為蟻酸(methanoicacid)。在20℃和1個(gè)大氣壓下，甲酸呈液態(tài)。處理流體中甲酸的濃度可根據(jù)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)的組成和/或交聯(lián)密度進(jìn)行選擇。

32、備選地，在其他一些示例中，處理流體可以是溶解液。例如，處理流體可以包含乙酸和/或甲酸。因此，將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中會(huì)溶解復(fù)合結(jié)構(gòu)中的熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)。例如，熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)可以是化學(xué)可分解的環(huán)氧型樹(shù)脂，例如其在暴露于含有甲酸和/或乙酸的處理流體時(shí)可分解成可溶解的環(huán)氧碎片。熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)溶解后，可以釋放復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分，以便進(jìn)行簡(jiǎn)單的評(píng)估。

33、在一些示例中，除甲酸和/或乙酸外，處理流體還可包含一種或多種附加組分。因此，處理流體可以是包含甲酸和/或乙酸的水溶液。處理流體的附加組分可以包括至少一種附加有機(jī)酸、三氟乙酸、三氯乙酸、丙酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、過(guò)甲酸或任何這些有機(jī)酸的酸酐。此外或可選地，一種或多種附加組分可以包括至少一種無(wú)機(jī)酸，例如鹽酸。此外，在一些示例中，一種或多種附加組分可以包括至少一種醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、叔丁醇或戊醇。

34、仍參考處理流體可包含一種或多種附加組分的示例，在一些示例中，一種或多種附加組分可包含附加溶劑。例如，處理流體可包含以下一種或多種：四氫呋喃(thf)、二甲基甲酰胺(dmf)、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、二甲基亞砜(dmso)、二氯甲烷、氯仿、丙酮、乙腈、氯苯、乙醚、二惡烷、乙二醇、聚乙二醇(peg)、甘油、六甲基磷酰胺(hmpa)、硝基甲烷、吡啶、三甲胺、甲苯、二甲苯、苯、二甲基乙酰胺(dmac)、二甲氧基乙烷(dme)、二甘醇二甲醚或二氯乙烷。包含附加溶劑的處理流體可以是單相(singlephase)或多相流體系統(tǒng)(phasefluidsystem)。

35、在一些示例中，處理流體中的一種或多種附加組分可包含至少一種溶解鹽，例如nacl、kcl、cscl、nahco3、khco3、cshco3、na2co3、k2co3、cs2co3、任何包含季銨陽(yáng)離子的鹽，或任何包含四氟硼酸根陰離子或六氟磷酸根陰離子的鹽。此外，在一些示例中，處理流體可包含附加組分，該附加組分包含至少一種表面活性劑，優(yōu)選選自陰離子和/或非離子表面活性劑，例如硫酸鹽、磺酸鹽、葡萄糖酸鹽、椰油酰胺、乙氧基化物和/或烷氧基化物。

36、應(yīng)當(dāng)理解，在一些示例中，該方法可以包括根據(jù)復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分(例如纖維材料層)選擇至少一種附加部件的類型和/或量，以確保將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中不會(huì)引起組分的任何顯著溶解或分解。

37、還應(yīng)當(dāng)理解，在其他示例中，該方法可以包括基于復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分(例如復(fù)合結(jié)構(gòu)的涂層)選擇至少一種附加部件的類型和/或量，以確保將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體將導(dǎo)致組分的溶解或分解，特別是當(dāng)這種組分可以防止或減緩環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)被處理流體降解時(shí)。

38、在一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述組分和任何反應(yīng)組分的組合不包含二硫鍵部分。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述處理流體的ph值至少為2，例如，所述處理流體的ph值介于2.5至4之間。

39、在一些示例中，將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中可以包括將處理流體離散地施加到復(fù)合結(jié)構(gòu)上，例如通過(guò)將處理流體噴灑、灑水、潑灑或涂抹到復(fù)合結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)暴露表面上。需要理解的是，將處理流體離散地施加到復(fù)合結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)暴露表面上與將復(fù)合結(jié)構(gòu)浸入處理流體中有所不同。離散施加包括將處理流體以受控的方式(在一些示例中是定量的)施加到復(fù)合結(jié)構(gòu)的特定部分，而不必將整個(gè)結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中。這種施加方式可以更好地控制降解過(guò)程。因此，這種施加方式可以在將復(fù)合結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)纖維材料層與另一個(gè)或多個(gè)其他纖維材料層分離時(shí)更好地控制。

40、在一些示例中，該方法可以包括以下步驟：

41、a)將處理流體離散施加到復(fù)合結(jié)構(gòu)的單個(gè)暴露表面上，以至少部分降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)，從而從復(fù)合結(jié)構(gòu)中釋放單個(gè)纖維材料層；

42、b)隨后去除所述單個(gè)纖維材料層，以呈現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)的新暴露表面；并且

43、c)重復(fù)步驟a)和b)至少一次，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)中的多個(gè)纖維材料層分別暴露于處理流體中，隨后從復(fù)合結(jié)構(gòu)中逐層去除。

44、在一些示例中，該方法還可包含可選步驟，用于確定單個(gè)纖維材料層的層取向、單個(gè)纖維材料層的類型以及單個(gè)纖維材料層的厚度中的至少一個(gè)。例如，在一些示例中，此類確定和/或分析可在步驟b)之前進(jìn)行。此外，可重復(fù)步驟c)以確定復(fù)合結(jié)構(gòu)中纖維材料的層數(shù)和/或纖維材料的層序。

45、在一些其他示例中，將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中可以包括將復(fù)合結(jié)構(gòu)浸入處理流體中。例如，該方法可以包括將復(fù)合結(jié)構(gòu)浸入裝有處理流體的燒杯或其他合適的容器中。在一些其他示例中，該方法可以包括將復(fù)合結(jié)構(gòu)布置在燒杯或其他合適的容器中，臨時(shí)約束復(fù)合結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)將處理流體引入燒杯或容器中，將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體中。在一些優(yōu)選示例中，將復(fù)合結(jié)構(gòu)浸入處理流體中可以包括將復(fù)合結(jié)構(gòu)完全浸入，使得燒杯中處理流體的深度大于或等于復(fù)合結(jié)構(gòu)的高度(或厚度)。在一些其他示例中，可能只需要檢查復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分。因此，在一些示例中，該方法可以包括將復(fù)合結(jié)構(gòu)部分浸入處理流體中。

46、在一些優(yōu)選實(shí)施例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)浸入處理流體后，可以不攪拌處理流體。這有助于確保復(fù)合結(jié)構(gòu)中纖維材料層的順序和/或取向在復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體的整個(gè)過(guò)程中保持穩(wěn)定，從而有助于準(zhǔn)確評(píng)估復(fù)合結(jié)構(gòu)的組分。

47、在一些示例中，臨時(shí)約束復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括在暴露于處理流體期間對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面施加約束力。例如，在一些示例中，處理流體的密度可能大于復(fù)合結(jié)構(gòu)中一個(gè)或多個(gè)組分的密度。因此，當(dāng)復(fù)合結(jié)構(gòu)浸沒(méi)在處理流體中時(shí)，如果不加以約束，則可能存在一個(gè)或多個(gè)組分漂浮或以其他方式移動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致纖維材料層的順序和/或方向無(wú)法保持。因此，在包括浸沒(méi)復(fù)合結(jié)構(gòu)的示例中，對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面施加約束力可能是有利的，以確保在熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)降解(即溶脹或溶解)以釋放組分的同時(shí)，纖維材料層的順序和/或方向得以保持。

48、在一些優(yōu)選實(shí)施例中，可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)銷釘施加約束力。這有利于方便接觸復(fù)合結(jié)構(gòu)以暴露于處理流體。此外或作為替代方案，在一些實(shí)施例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可在處理容器或燒杯中暴露于處理流體。此類處理容器或燒杯的尺寸和配置可使其施加約束力(例如通過(guò)容器的側(cè)面)以在暴露過(guò)程中支撐復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而保持待分析的纖維材料層的順序和/或方向和/或數(shù)量。

49、在一些優(yōu)選實(shí)施例中，約束力可以是可變約束力，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)的各層在層間環(huán)氧樹(shù)脂基質(zhì)降解過(guò)程中被壓縮在一起。例如，約束力可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)彈性約束裝置或可移動(dòng)銷釘施加。

50、在一些示例中，在將一個(gè)或多個(gè)纖維材料層與一個(gè)或多個(gè)其他纖維材料層分離后，該方法還可包括沖洗所述分離的纖維材料層，以去除所述分離層上的任何處理流體。可使用沖洗液沖洗所述或每一層分離的纖維材料層。在一些示例中，沖洗液可包含表面活性劑，在一些示例中，所述表面活性劑可包含陰離子表面活性劑和/或兩親性表面活性劑，例如季銨鹽表面活性劑。在一些示例中，沖洗液可包含中和劑，以中和處理流體的ph值。

51、在一些示例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)還可以包含一個(gè)或多個(gè)支撐元件。該方法還可以包括在暴露于處理流體后，將所述支撐元件或每個(gè)支撐元件從復(fù)合結(jié)構(gòu)中的多個(gè)纖維材料層中分離。

52、本文所用的“支撐元件”一詞應(yīng)理解為指復(fù)合結(jié)構(gòu)和/或復(fù)合體中任何在使用時(shí)不提供加固功能的元件或特征。例如，此類支撐元件可以包括填充材料、成型輔助材料、電氣元件(例如防雷元件)、油漆、膠水和/或芯材(例如泡沫和/或木材)。

53、在一些示例中，支撐元件可由木材(例如輕木)制成。此外或可選地，在一些示例中，支撐元件可由泡沫塑料制成。泡沫塑料可以包括聚苯乙烯(ps)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚烯烴(聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp))或abs泡沫中的至少一種。在一些優(yōu)選示例中，泡沫塑料可以是剛性的。

54、在一些示例中，纖維材料和/或支撐元件可以包括至少一種額外的熱固性基質(zhì)，包括交聯(lián)聚酯、聚氨酯、硫化橡膠、交聯(lián)聚乙烯基酯、交聯(lián)聚酰亞胺、交聯(lián)苯酚甲醛、交聯(lián)聚苯并惡嗪、固化氨基樹(shù)脂、固化呋喃樹(shù)脂、固化馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂、固化硅酮或包括至少一種上述熱固性基質(zhì)材料的任意組合。

55、復(fù)合結(jié)構(gòu)優(yōu)選在處理容器中暴露于處理流體。處理容器優(yōu)選為封閉式或可封閉式。在一些示例中，將復(fù)合結(jié)構(gòu)暴露于處理流體可以包括：將復(fù)合結(jié)構(gòu)布置在傳送帶上，并將其輸送通過(guò)處理容器，在處理容器中將處理流體施加到復(fù)合結(jié)構(gòu)上，例如通過(guò)噴灑或?yàn)⑺?/p>