F881 GFRP是一种结构复合材料，由环氧树脂基体和玻璃纤维增强层组成，其界面通过化学键合固定[1]、[2]、[3]、[4]。作为一种多功能复合材料，GFRP兼具刚性层压板、增强热固性材料和可浇铸电介质的特性[5]、[6]，由环氧树脂基体和玻璃纤维增强层构成[7]、[8]。制造方法从传统的手工铺设到先进的自动化工艺都有[9]、[10]、[11]。由于其卓越的机械强度、热稳定性和优异的绝缘性能，这种材料在航空航天、电气工程和先进工业领域有广泛的应用[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]。然而，长时间暴露在高温下会导致热氧化降解[20]、[21]、[22]，从而引起质量逐渐损失和机械性能下降，限制了其使用寿命[23]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]、[30]、[31]。因此，阐明潜在的降解机制并确定可靠的失效标准对于优化材料设计、确保可靠性能和进行准确的寿命预测至关重要。
TOA包括物理和化学老化过程。物理老化[32]是指从玻璃态到亚稳态非晶态的结构松弛，伴随着环氧体系玻璃化转变温度和模量的增加[33]。化学老化主要涉及高温和氧气引起的聚合物化学结构变化。许多研究表明，环氧树脂在TOA过程中的化学反应主要包括后固化、羰基团的形成和链断裂[34]、[35]、[36]。为了研究环氧树脂在老化过程中的微观结构演变和性能变化，采用了多种先进的表征技术，包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）、动态机械热分析（DMTA）、核磁共振（NMR）、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）[37]、[38]、[39]。
许多学者研究了GFRP的TOA行为，以阐明降解机制和老化模式[40]、[41]、[42]、[43]、[44]、[45]。Wang等人使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和NMR分析了GFRP的降解行为和老化机制，发现氧化断裂、吸湿和纤维-基体界面损伤是材料劣化的主要原因[46]。Xie等人使用FTIR和表面电位测试研究了环氧-玻璃复合材料在TOA过程中的变化，他们发现自由基的增加改变了陷阱特性，从而导致干式空心绝缘体的闪络电压降低[47]。后老化扫描电子显微镜（SEM）观察发现了树脂缺陷和纤维/基体界面降解，而ATR-FTIR结果表明官能团浓度的变化，包括羧酸、酯和羟基的形成[48]。尽管热氧化降解机制已经得到了广泛研究，但在大多数情况下尚未系统地进行研究。此外，对于这类材料来说，缺乏统一的失效标准确定方法。虽然一些研究提出了以冲击强度降低作为失效标准[49]，但往往缺乏充分的理由和机制解释。此外，关于不同配方老化抵抗力的全面比较研究仍然不足。因此，为GFRP在TOA下的失效评估建立科学标准对于寿命预测和工程应用中的材料选择至关重要。
本研究调查了F881 GFRP的TOA。在110°C、130°C和150°C下进行了24至648小时不等的老化实验。为了理解降解机制并建立寿命预测模型，我们进行了多方面的分析。使用SEM观察了微观结构演变，通过XPS、FTIR和气相色谱-质谱（GC–MS）分析了化学键的断裂和降解产物。通过质量损失、弯曲强度和冲击强度测量评估了机械性能的变化。根据IEC 60216–2[50]确定了F881 GFRP的失效标准，然后应用时间-温度等效原理实现了TOA过程中的温度加速等效。最后，建立了一个TOA寿命预测模型。
