聚醚醚酮复合材料的阻燃特性及改性研究

发布时间：2017-12-07 08:04

  本文关键词：聚醚醚酮复合材料的阻燃特性及改性研究

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【摘要】：聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶型的热塑性高分子树脂,具有优良的力学性能、耐高温性能、耐溶性能等,是一种热稳定性相对较好的热塑性聚合物。在航空航天、机械、医疗、石油化工等领域都得到了广泛的应用。随着使用环境的变化,单纯的聚醚醚酮在某些苛刻的高温高压环境下难以满足使用要求,经过不断探索研究,以PEEK为基体的复合材料相继问世。本文以PEEK为基体,CNTs、CF为添加剂运用超声分散、熔融共混、高温模压的方法制备了PEEK/CNTs、PEEK/CF、PEEK/CF/CNTs复合材料,通过三点弯曲法、锥形量热仪、热重分析仪对复合材料的力学性能、阻燃性能、热稳定性能就行了测试,分析了碳纳米管的质量分数,碳纤维质量分数,以及不同添加剂对聚醚醚酮的性能的影响,促使聚醚醚酮得到了更广泛的应用。研究结果表明:CNTs、CF的添加能够有效提高PEEK的力学性能和阻燃性能。力学测试表明当碳纳米管的质量分数为5%时,PEEK/CNTs的弯曲强度最优,锥形量热仪测得材料的热释放速率峰值为412.4kW·m-2,热重分析显示碳纳米管的添加能够有效缓解聚醚醚酮的热分解速度,延缓了聚醚醚酮的初始分解温度,初始分解温度相对于PEEK提高了5℃。CF质量分数为25%的PEEK/CF材料性能较优,弯曲强度为204MPa,热释放速率峰值为260.8kW·m-2,其燃烧性能指数值最大,火灾危险性最低,初始分解温度为512℃,比单纯的聚醚醚酮提高了25℃,并且分解温度较为缓慢,表现出了优异的热稳定性。碳纳米管质量分数为5%、碳纤维质量分数为25%的PEEK/CF/CNTs材料的性能最好,弯曲性能比单纯的PEEK提高了39%,热释放速率峰值为224.9 kW·m-2,初始分解温度为515℃。相对于PEEK/CNTs、PEEK/CF,热释放速率分别降低了199kW·m-2、35.9kW·m-2,初始分解温度分别提高了23℃、3℃,分解速度减缓,具有良好的阻燃性能。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB333

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本文编号：1261681