納米SiO2改性玻璃纖維增強樹脂的耐濕熱老化性能

楊 威， 顏丙越， 夏國巍， 尹國華， 段祺君， 謝 軍

（1.先進輸電技術國家重點實驗室，北京 102209；2.華北電力大學 河北省輸變電安全防御重點實驗室，河北 保定 071003）

0 引 言

近年來，玻璃纖維增強樹脂（glass fiber reinforced resin polymer，GFRP）材料因具有輕質高強、絕緣性能優良等特點，被廣泛應用于干式電抗器、干式變壓器、復合絕緣子以及復合橫擔等電氣設備絕緣中[1-4]。這類設備在實際運行中往往會面臨高溫、高濕等嚴苛環境，在這些環境的長期作用下，水和溶質顆粒會侵入GFRP 的內部，導致玻璃纖維（glass fiber，GF）和環氧樹脂（epoxy resin，EP）之間的界面脫粘[5-6]。同時液體粒子也會與GFRP發生反應，造成材料腐蝕或水解。這些因素會誘發不可逆的絕緣劣化，引發沿面閃絡等故障[7-9]，對電網的安全運行構成了威脅。因此，增強GFRP 復合材料的抗濕熱老化特性對于提高電氣設備的可靠性至關重要。

GFRP 在濕熱環境下性能劣化的主要原因是纖維與樹脂基體界面被水分破壞，造成微裂紋、孔隙等缺陷，為水分的吸附和滲透提供了路徑，加速了材料的老化與裂解[10]。為了增強環氧復合材料對濕熱環境的抗老化能力，研究人員進行了大量探索。研究表明，向聚合物中引入無機填料，利用聚合物基體與填料之間的強界面相互作用可以使復合材料具有較高抗老化性能和絕緣性能[11-13]。一方面，向環氧復合材料中引入無機納米填料可以有效增強基體與纖維之間界面的結合程度，避免界面缺陷的形成，加強復合材料對水分的阻隔作用。G JEFFERSON 等[14]利用碳納米纖維改性GFRP，使GF 與EP 結合更加緊密，形成了水分屏蔽層，降低了水分對環氧基體的破壞程度。P DITTANET 等[15]利用納米SiO2對兩種不同的環氧樹脂進行改性，結果表明納米顆粒與聚合物鏈具有較強的相互作用，提高了復合材料的抗水分侵蝕能力。另一方面，具有疏水特性的無機納米填料也可以增強基體對水分的阻隔作用，抑制水分的侵入。LUO L等[16]研究發現，用納米SiO2微球改性的環氧樹脂表現出較低的吸水性。ZHAI Z 等[17]制備了鋁粉增強的環氧樹脂復合材料，金屬鋁對水分子的屏蔽作用增強了復合材料對水分的阻隔效應，削弱了樹脂中羥基對水分子的親和性，從而抑制了水分的侵入。

高壓絕緣領域以往針對GFRP 的濕熱老化研究主要以實驗為主，缺少分子尺度下水分擴散行為的動態分析。近年來，隨著分子動力學（molecular dynamics，MD）仿真技術的發展[18-19]，關于GFRP 中水分擴散行為與其老化行為的研究得到了充分補充，從分子水平加深了對水擴散行為和機理的認識。J MIJOVIC 等[20]通過寬帶介電弛豫光譜和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）揭示了氫鍵對水擴散的影響，并結合MD模擬對氫鍵相互作用機理進行了詳細的闡述。WANG X等[21]利用MD仿真分析了溫度和水分對GF與EP界面粘附性的影響機理。通過MD模擬可以得到液體顆粒在GFRP基體和界面區域的遷移和聚集特性，這對理解復合材料性能變化的微觀機理具有重要意義。

本研究構筑不同配比的纖維搭載納米SiO2結構，合成GFRP試樣并對其進行加速濕熱老化處理。通過測試不同老化階段試樣的吸濕率，分析改性GFRP 對水分的抑制效果，并研究材料在不同老化階段的沿面閃絡電壓變化規律。進一步結合微觀表征和MD 仿真解釋纖維搭載納米SiO2對GFRP 抗濕熱老化特性的影響機制。

1 實 驗

1.1 材料與設備

雙酚A 二縮水甘油醚（DGEBA，牌號為E51）、甲基四氫苯酐（MTHPA，牌號為504）、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30），上海樹脂廠；E 級無堿玻璃纖維，安朗密封材料有限公司；納米SiO2，粒徑為15 nm，上海超威納米公司；水性環氧樹脂、水性固化劑，阿拉丁試劑有限公司。

DF-101S 型集熱式恒溫磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責任公司；XLB-D 型熱壓成型機，青島錦九洲橡膠機械有限公司；HT-H-1000L型恒溫恒濕試驗箱，匯泰機械有限公司；ZEISS sigma500型場發射掃描電子顯微鏡（SEM），德國蔡司集團。

1.2 試樣制備及老化試驗

首先使用納米SiO2改性GF，取2 g 水性固化劑與10 g 去離子水混合攪拌20 min 得到固化劑水溶液。再按照表1中設計的用量取適量納米SiO2置于燒杯中，加入適量去離子水，攪拌10 min 形成SiO2懸濁液，并將懸濁液加入固化劑水溶液中，攪拌20 min。然后，向上述混合溶液滴加2 g 水性環氧樹脂，并攪拌30 min，使納米SiO2均勻分散。最后，取玻璃纖維布并將其完全浸沒在納米SiO2均勻分散后的混合液內，靜置30 min 后納米SiO2會沉積在纖維布表面，此時將其取出并置于真空干燥箱中在40℃下充分干燥3 h，即得到SiO2改性GF（SiO2-GF）。

表1 不同質量分數SiO2改性GF的配方Tab.1 Fomula of GF modified by SiO2 with different mass fraction

進一步對SiO2-GF 浸潤環氧樹脂制備復合材料，其中SiO2-GF 纖維與環氧樹脂的質量比為6∶4。控制3 種環氧樹脂基材DGEBA、MTHPA、DMP-30的質量比為100∶80∶1。在60℃油浴加熱條件下充分攪拌后，將SiO2-GF 逐層均勻浸潤環氧樹脂，并在140℃、10 MPa 的條件下熱壓固化20 min，隨后在120℃下繼續固化12 h，得到GFRP 復合材料[22-23]，最后將其裁剪為尺寸為50 mm×50 mm×1 mm 的試樣備用。不同質量分數納米SiO2改性GF 的配方如表1 所示，對應制備的GFRP 復合材料試樣編號為0#、1#、2#、3#、4#、5#。

本文利用恒溫恒濕試驗箱對得到的GFRP 復合材料試樣進行加速濕熱老化處理。因為本研究所用環氧樹脂材料的玻璃化轉變溫度為90～120℃，所以老化溫度不得高于90℃，同時根據阿倫尼烏斯方程，材料的運行溫度每升高10℃，其壽命會減少一半，設計GFRP材料的加速老化溫度為80℃，老化時間為0、7、14、21、28 d，分別相當于材料在60℃下運行0、28、56、84、112 d 的狀態[24-25]。此外，為了盡可能獲得充分老化后的試樣，本研究設置恒溫恒濕箱內的濕度為80℃下的最大值，即相對濕度為95%。老化前記錄試樣初始質量為m0，之后每隔1 d對試樣進行一次質量監測，記為mt，根據式（1）計算復合材料的吸濕率η。

1.3 直流沿面閃絡測試

直流電場下絕緣材料表面容易積累電荷導致局部電場畸變，進而誘發沿面閃絡放電[26-27]。本研究采用均勻升壓法[28]對GFRP 試樣進行負極性直流沿面閃絡試驗表征材料表面絕緣的劣化規律。實驗在25℃、相對濕度為30%的密封不銹鋼圓柱形腔體中進行，采用針-針電極模擬極不均勻電場，電極尖端的曲率半徑為0.2 mm，電極間距為7 mm。測試過程中通過高壓直流電源勻速加壓直至發生閃絡放電，加壓速率為-100 V/s。當示波器檢測到閃絡電壓波形時，立即停止加壓并讀取電壓值。每組試樣測試100 次，取閃絡瞬間電壓的平均值作為最終結果。

1.4 電荷消散測試及陷阱分布計算

沿面閃絡與電荷輸運行為密切相關，而影響空間電荷的關鍵因素是材料的陷阱分布特性。本研究測試了材料表面的電位衰減特性，并基于等溫表面電流衰減法（isothermal surface potential decay，ISPD）[29]計算陷阱分布特性。首先利用電暈針在-7 kV 直流電壓下對試樣表面進行充電，時長為1 min。然后通過有源電容探頭（Trek 3455ET 型）對試樣表面動態電位數據進行實時監測，采樣時間為1 800 s，即可得到表面電位的指數型衰減函數曲線。進一步基于ISPD 法計算材料表面的陷阱分布情況[30-31]，利用Matlab 軟件對表面電位和消散時間進行曲線擬合，擬合表達式如式（2）所示。

式（2）中：U(t)為表面電位衰減函數；t表示時間，s；e為元電荷量；a、b、x、y表示不同陷阱能級的密度峰值，兩項均存在時，說明該陷阱曲線同時存在深陷阱和淺陷阱。

對擬合后的曲線通過式（3）和式（4）進行求解，可以得到陷阱能級D和陷阱密度I的關系式。

式（3）～（4）中：kB為玻爾茲曼常數；T為測試時環境溫度，K；vATE為電子逃逸速率，計算式為式（5）。

式（5）中：d為缺陷移動的自由度，取值為6；h為普朗克常量；v為移動方向的正交平面處缺陷點周圍的自然振動頻率。

2 結果與討論

2.1 納米SiO2改性纖維的微觀形貌

圖1是搭載不同質量分數SiO2的GF微觀形貌。

圖1 納米SiO2改性GF表面SEM圖Fig.1 Surface SEM images of nano-SiO2 modified GF

從圖1 可以看出，未改性的GF 表面較為光滑，且纖維之間存在寬度為1～2 μm 的空隙，這不利于GF對水分侵入的阻隔效應。經過改性的GF表面形成了凹凸結構的SiO2附著層，增大了GF 表面的粗糙程度。CASSIE 理論認為毛細效應會使水滴與粗糙表面的空氣膜形成180°的水接觸角，因此通過調控材料表面的粗糙程度，可以提高表面的疏水特性[32-33]。通過圖1 的表征結果可以看出，SiO2附著層可以填充纖維間空隙，形成水分的屏蔽層。1#GF 中納米顆粒含量較少，水性環氧樹脂的成膜特性起主要作用，有效地填充了纖維間的空隙。當SiO2濃度繼續提升時，SiO2附著結構開始顯現，水性環氧樹脂的成膜特性受到限制，但此時的SiO2層存在“溝壑”狀缺陷結構。隨著SiO2的濃度持續上升，GF表面的SiO2附著層開始呈現出明顯的凹凸結構，填料層結構也趨于完整，這不僅在GF 表面形成了良好的疏水層，也能填充復合材料內部纖維界面處的孔隙，增強了GFRP材料的水分抑制能力。

2.2 GFRP復合材料的吸濕特性

圖2 為GFRP 復合材料吸濕率隨老化時間變化的變化曲線。從圖2 可以看出，隨著SiO2濃度的升高，GFRP 復合材料吸濕率增加的速率和飽和吸濕率整體呈現下降趨勢。在老化初期，所有GFRP 復合材料的吸濕量均增加較為明顯，這近似滿足Fick擴散定律，即材料中的水分含量與老化時間的平方根成線性關系。但隨著老化時間增加，吸濕率增加逐漸變慢直至達到飽和。5#試樣的飽和吸濕率為0.57%左右，比未改性的GFRP 復合材料飽和吸濕率降低了約0.2%。這說明在GF 表面附著一定濃度的SiO2層能有效增強環氧樹脂與玻璃纖維之間的結合程度，納米SiO2顆粒具備的疏水性質會增加水分子向GFRP 內部擴散的難度，降低GFRP 復合材料的飽和吸濕率，這同時也降低了水分對GFRP 復合材料界面間的破壞作用。

圖2 改性前后GFRP復合材料吸濕率變化Fig.2 Moisture absorption rate of GFRP composites before and after modification

2.3 GFRP復合材料的閃絡特性

環氧基復合材料在濕熱老化后，水分的擴散行為會導致其內部電場分布極不均勻而產生閃絡放電[34]。不同老化階段GFRP 復合材料的直流沿面閃絡測試結果如圖3 所示。從圖3 可以看出，隨著老化時間的增加，試樣0#的閃絡電壓先上升后下降、再上升再下降，試樣1#的閃絡電壓先上升后下降，試樣2#的閃絡電壓先下降后上升再下降，試樣3#、4#、5#的閃絡電壓先略微下降后明顯上升。綜合分析上述老化試樣的閃絡電壓變化規律可以發現，在老化初期，水分大多吸附在GFRP復合材料表面，這會在一定程度上加快表面電荷的消散速率，減少電荷的積累效應，因此閃絡電壓有所升高。但隨著老化時間的延長，在持續高溫的作用下，水分開始破壞GFRP復合材料表面，使玻璃纖維與環氧樹脂基體分離，降低了表面絕緣強度，水分對電荷的加速作用與材料老化導致的絕緣性能下降交替占據主導，使得閃絡電壓呈現出波動性下降的趨勢。不同型號改性試樣由于對材料的老化延緩程度不同，因此其閃絡電壓隨老化時間的變化規律呈現出差異。

圖3 不同老化階段的GFRP復合材料沿面閃絡電壓Fig.3 Surface flashover voltage of GFRP composites at different ageing stages

隨著SiO2納米填料濃度的增加，試樣1#和2#的閃絡電壓出現降低趨勢的時間明顯推遲，且閃絡電壓值相比未改性試樣也有所提升。而試樣3#、4#與5#的閃絡電壓在老化28 d 時仍未出現明顯下降趨勢。分析認為，GF表面SiO2層的存在增強了對水分的阻隔作用，降低了材料的吸濕量，使得水分擴散與材料裂解作用導致的表面電導率升高效應發展滯后，延緩了濕熱老化初期產生的對材料表面電荷消散的加速效應，因此其沿面閃絡電壓峰值出現的時間也得到延長[19]。因此可以認為，纖維搭載納米SiO2體系使GFRP 復合材料的抗濕熱老化性能得到增強。

2.4 GFRP復合材料的電荷消散與陷阱分布特性

為了分析濕熱老化對GFRP 復合材料閃絡特性的影響機理，對改性前后GFRP 復合材料的表面電荷消散特性進行了測試，如圖4所示，并計算了材料陷阱分布特性。從圖4 可以看出，隨著老化時間的增加，改性前復合材料的表面電荷消散速率逐漸加快。而經過改性后的GFRP復合材料在未老化時表面電荷消散速率并無明顯變化，但隨著老化時間的增加，電荷消散速率開始出現不同程度的加快。文獻[35]表明，在一定程度上加快表面電荷消散速率能緩解表面電荷積聚效應，提高復合材料的沿面閃絡電壓。

圖4 不同老化階段GFRP復合材料表面電荷消散曲線Fig.4 Surface charge dissipation curves of GFRP composites at different ageing stages

改性前后GFRP 的表面陷阱分布如圖5 所示。從圖5可以看出，隨著老化時間的增加，材料內部深陷阱能級逐漸變小，密度逐漸降低，淺陷阱明顯增加。分析認為，隨著水分子的擴散與EP的分解反應逐步加深，大量的極性分子進入材料內部，形成了易于捕獲和釋放電荷的定域態，即為淺陷阱能級[36]。而原本高度固化的環氧樹脂材料與無機填充物均具有較高的俘獲能級，但隨著老化程度加深，材料逐步出現更多的缺陷，因此表現為深陷阱能級與密度的降低[19]。當材料受到外部電場作用時，載流子會不斷地在這些俘獲能級中入陷與脫陷，從而加速了電荷的傳輸速率。當老化時間大于14 d 時，復合材料中的淺陷阱密度開始大于深陷阱，隨后深淺陷阱的能級與密度基本保持不變。結合吸濕量的變化情況發現在14 d左右時GFRP復合材料的質量變化趨于穩定，這說明水分的侵入大幅增強了復合材料表面電荷的傳輸能力，這對GFRP 復合材料的抗老化特性是不利的。

圖5 不同老化階段GFRP復合材料的陷阱分布情況Fig.5 Trap distribution of GFRP composites at different ageing stages

進一步對比不同SiO2濃度GFRP 復合材料的陷阱分布特性發現，調節SiO2含量可以調控GFRP 中深陷阱和淺陷阱的密度。1#與2#復合材料中主要以淺陷阱為主，隨著老化時間的延長陷阱能級有所增加，淺陷阱有向深陷阱轉變的趨勢。而隨著SiO2濃度增加，4#表面的陷阱基本由高密度深陷阱和低密度的淺陷阱組成，可以保證復合材料對表面電荷具有較好的調控能力，從而達到較高的閃絡電壓。結合吸濕量的變化曲線，本研究認為纖維搭載納米SiO2結構可以有效阻隔水分的侵入，降低水分對復合材料表面絕緣結構的破壞程度，這有利于GFRP復合材料在濕熱老化后還能維持較高的表面電氣絕緣性能。

2.5 老化前后GFRP復合材料的微觀表征

為了更好地觀察濕熱環境中水分對GFRP 復合材料的破壞作用，對老化前后的試樣進行了表面SEM 測試和FTIR 測試。圖6、圖7 是分別GFRP 復合材料老化前后的表面SEM 測試結果。從圖6 可以看出，未老化的GFRP 表面樹脂基體與纖維連接緊密，隨著SiO2濃度的增加，復合材料表面GF 被環氧樹脂包覆的效果得到改善；而老化后的復合材料表面開始出現裂紋、孔洞等缺陷。分析認為，纖維搭載納米SiO2體系的水分抑制機理可以參考圖8進行解釋。未改性的GFRP表面缺陷是纖維與樹脂基體之間出現脫粘現象造成的，而改性后的GFRP 表面裂紋主要是由于SiO2層被破壞導致[5]。水分子由于擴散作用會向復合材料內部滲透，使其發生吸濕膨脹，由于樹脂基體與玻璃纖維的吸濕膨脹系數不同，在纖維與樹脂界面間會產生切應力[37]，導致纖維與樹脂基體之間界面結合強度降低，隨著復合材料吸濕率的不斷增大，樹脂與纖維便會脫粘。此外，當水分子與玻璃纖維接觸時，從樹脂基體溶解進水里的成分會在玻璃纖維表面形成酸性或者堿性的環境[38]，破壞玻璃纖維的Si-O-R 鍵，使得復合材料的界面能下降，此時水分子在復合材料內部的擴散作用會促進界面裂紋的進一步擴張。而纖維搭載納米SiO2結構一方面提升了GF 表面的粗糙程度，增強了其疏水特性，同時SiO2對水分也有較強的阻隔作用，形成了水分屏蔽層，使得環氧基體與玻璃纖維之間的界面不易被破壞，提高了抗老化特性。另一方面，當老化時間足夠長時，水分會首先侵蝕破壞SiO2層，從而延緩對環氧基體和玻璃纖維的破壞，使GFRP復合材料的抗老化特性增強[19]。

圖6 老化前GFRP復合材料表面SEM圖Fig.6 Surface SEM images of GFRP composites before ageing

圖7 老化后GFRP復合材料表面SEM圖Fig.7 Surface SEM images of GFRP composites after ageing

圖9 為試樣0#和5#老化0、14、28 d 的FTIR 測試結果。從圖9 可以看出，1 720 cm-1處表征羰基（C=O）的吸收峰隨著老化時間的增加呈現先降低后升高的變化趨勢，這是因為材料老化導致化學鍵分解，C-H鍵斷裂以及EP和二氧化硅表面的羥基氧化都會產生羰基，且EP 分子側鏈同樣易氧化生成羰基，補充了羰基的數量。1 500 cm-1附近為芳香族結構和脂肪族結構對應的吸收峰，1 250 cm-1處為醚鍵（C-O-C）的伸縮振動吸收峰，在老化初期強度明顯減少，這也是由于化學鍵斷裂導致的。而隨著熱老化的進行，其吸收峰面積增大，推測可能發生了羥基之間的脫水縮合反應，導致醚鍵增加，這表明環氧基體發生了降解。470 cm-1和800 cm-1附近為Si-O 鍵的對稱伸縮振動吸收峰，隨著老化時間的增加也有所降低，表明玻璃纖維發生了離子交換和水解[39]。

圖9 老化前后GFRP復合材料FTIR結果Fig.9 FTIR of GFRP composite before and after ageing

從圖9 還可以看出，未改性GFRP 復合材料表面官能團的吸收峰強度隨著老化時間增加均有不同程度的下降，而5#復合材料表面官能團吸收峰強度受老化影響的程度弱于未改性試樣。這說明利用SiO2改性可以有效地阻隔水分向復合材料內部擴散，抑制了水分對材料表面和基體內部的腐蝕作用，增強了GFRP復合材料的抗濕熱老化特性。

2.6 分子動力學仿真分析

水分子的擴散行為伴隨著環氧基復合材料的塑化、溶脹與腐蝕，研究人員在分析環氧樹脂中水分子擴散行為時將其分為兩種主要類型，即結合水分子與自由水分子。結合水分子與基體材料間形成了氫鍵等相互作用，這對于水分子的擴散具有明顯的促進效應，而自由水分子則依賴熱運動在聚合物材料內部遷移，兩種類型的水分子頻繁進行相互轉化，導致水分子的擴散行為研究變得十分復雜[40]。本文通過分子動力學（MD）仿真從分子角度對水分子的擴散行為以及SiO2對水分擴散行為的影響進行解釋。

首先，構建DGEBA、MTHPA、一次交聯的DGEBA-MTHPA 分子單體以及半徑為8? 的球形SiO2顆粒，并對每個單體進行幾何優化和動力學優化。然后通過Amorphous Cell模塊將單體分子放置在一個初始密度為0.6 g/cm3、初始溫度為580 K 的周期性晶胞中，保證DGEBA與MTHPA的摩爾比為1∶2。對該晶胞在COMPASSⅡ力場下進行幾何優化和50 ps 的NPT 優化。利用交聯程序進行多級交聯處理，得到交聯度為90%的環氧樹脂模型和SiO2改性環氧樹脂模型。通過退火腳本[41]對交聯后的模型進行600～300 K 的退火處理，使分子鏈充分松弛，釋放材料的內應力。最后選取350 K 時的模型進行后續計算。此時的分子結構比較穩定，便于后續進行參數計算。

隨后，利用Adsorption Locator Calculation 模塊在350 K 的模型中加入100 個幾何優化后的H2O 分子。并進行1 000 ps 的NVT 優化，用以模擬濕熱老化實驗中水分子在復合材料中的擴散行為，模型如圖10所示。基于平衡模型，研究SiO2的存在對水分子擴散行為的影響。

自由體積分數（fractional free volume，FFV）是表示物質中未被分子占據的體積占總體積的比例。它是指分子間的間隙大小，即鏈段運動空間的大小[42]。分子的均方位移（mean square displacement，MSD）可以用來表征分子在模型中的運動能力。兩個特征量對應函數表達式分別為式（6）和式（7）。

式（6）～（7）中：αFFV為自由體積份數；αMSD為均方位移；Vf為自由體積；Vo為實際占有體積；ri(0)和ri(t)分別代表原子i在初始時刻和t時刻的坐標，尖括號表示對在動力學軌跡內初始時間內所有原子（或者在給定子集內的所有原子）的均方位移求平均值。

MD 仿真結果如圖11 所示，通過對模型的微觀參數計算可以發現，在環氧樹脂體系中引入納米SiO2可以降低體系的FFV。自由體積空間的減小可以減少水分子的侵入量，同時限制自由水在環氧基體內部的擴散行為[20,40]。MSD的計算結果也表明體系內部的納米SiO2降低了水分子的運動能力，增加了水分向環氧復合材料內部擴散的難度，這說明改性后的GFRP 復合材料對水分的阻隔作用，仿真結果與實驗結果具有較好的一致性。

圖11 MD仿真結果Fig.11 MD simulation results

3 結 論

（1）納米SiO2能在GF 表面形成SiO2附著層，提高了GF 表面粗糙程度，增大了纖維的比表面積，有利于纖維與樹脂基體間形成咬合效應，增強纖維與環氧基體間的界面結合強度。

（2）經過改性的GFRP 水分侵入速率與飽和吸濕率均明顯下降，當納米SiO2濃度為9.4%時，GFRP復合材料對水分侵入的抑制效果最優，說明納米SiO2的加入提升了GFRP 對水分的阻隔作用。GFRP 的直流沿面閃絡電壓也得到提升，且隨老化時間延長，絕緣性能的下降趨勢得到抑制。

（3）結合微觀表征和MD仿真發現，納米SiO2改性GF 形成了良好的水分阻隔層，且納米SiO2能降低GFRP 復合材料中自由體積占比，減小水分遷移的有效空間，從而限制水分子的擴散運動。