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碳纤维增强聚苯硫醚复材的增韧技术

发布时间:2017-03-24 15:17阅读人次:1608

  聚苯硫醚(PPS)是性能优异的半结晶聚合物,具有优异的高温稳定性、阻燃性、耐化学腐蚀性及良好的机械和电学性能。碳纤维(CF)是一种比强度高、比模量大,耐疲劳性好、耐高温、耐腐蚀、导电、导热和化学惰性的增强材料。碳纤维增强聚苯硫醚复合材料综合了CF和 PPS的优点,可得到单一材料无法比拟的优越的综合性能,成为一类中欧app官网的工程材料。在宇航、火箭、导弹、航空、原子能等国防军工部门有广泛的应用前景。  

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(图:由中欧app官网- 中欧(中国)科技有限公司改性的碳纤维增强PPS复合材料)  

  但是由于PPS主链上大量的苯环增加了高分子链刚性,使其冲击韧性不高,PPS/CF复合材料成为一种典型的脆性材料。采用合金化增韧技术对该复合体系进行增韧研究。研究表明,PPs基体本身的脆性以及由于CF表面惰性而造成的PPS/CF薄弱的界面黏结状况是引起复合材料脆性表现的最主要原因,对PPS基体本身进行增韧以及强化界面黏结是提高复合体系韧性的研究途径。  

  选用多种改性聚合物与PPS形成合金,发现随着改性聚合物的加入,可以使复合材料的冲击强度有所提高,但拉伸强度和模量却呈下降趋势。分析其原因,可以认为这是因为改性聚合物本身的强度较低,它们的加入有可能引起强度和模量下降。PPS与聚酸胺类改性聚合物是不相容体系,这是造成增韧效果不理想的最主要原因。

  最终通过对碳纤维(CF)的表面化学处理使之带有少量可反应的活性基团,同时使改性聚合物接枝马来酸酸酐基团增强其与基体树脂以及与碳纤维(CF)表面的相容性,通过反应性加工而达到了强度、模量、冲击韧性同时得到提高的目的。经过合金相容化处理后,基体韧性得到改善,树脂与碳纤维(CF)的表面黏附得到提高。从微观上进一步印证了宏观性能得到提高的主要原因以及增韧技术途径的合理性。