注塑级短切碳纤增强杂环聚芳醚砜的研究

发布时间：2018-11-29 14:09

【摘要】：热塑性复合材料具有高强高韧、可循环利用、对环境友好等特点,已广泛应用于航空航天、汽车、电子等工业领域。随着高技术的发展,对热塑性复合材料的耐热性能提出了越来越高的需求,研究耐高温可注射成型的热塑性复合材料成为研究的热点。本文选用耐温等级在230℃以上的新型杂环聚芳醚热塑性树脂基体,研究可注射成型的耐高温热塑性碳纤维增强复合材料。首先研究了含联苯结构的杂萘联苯聚芳醚砜(PPBES)和聚芳醚砜酮(PPESK)的玻璃化转变温度(Tg)和结构,采用哈克转矩流变仪研究其流变性能。不同温度下加工性能的变化规律的结果表明,随着温度的升高,树脂的稳定区时间减少,转矩降低。PPBES树脂在370℃下具有20min左右的转矩平台,适合注塑；PPESK树脂在370℃下具有10 min左右的转矩平台,较适合注塑；并最终确定PPBES具有较高的Tg(265℃)和较好的热成型加工流变性能,可以挤出注塑。以PPBES树脂为基体,以连续纤维在挤出机排气口直接喂料方式,熔融挤出共混后,再注塑成型制备短碳纤维增强的PPBES复合材料(CF/PPBES)样件,对其不同温度下的力学性能进行测试研究。结果表明,随着碳纤维含量的增加,CF/PPBES的力学性能呈现先增大后减小的趋势,当复合材料中含有25% CF时,其拉伸强度和弯曲强度达到最大值,分别为135MPa和151MPa。低温(-55℃)时CF/PPBES拉伸与弯曲强度均高于其在常温和高温时的强度,并且随着温度升高,拉伸强度和弯曲强度都有所下降。DSC、TGA、TMA的测试结果表明,随着碳纤维含量的增大,CF/PPBES玻璃化转变温度和热失重并没有发生太大改变,而热膨胀率随着温度的增加逐渐增大,随着碳纤维含量变大逐渐变小的趋势。采用扫描电镜研究了复合材料的微观形态,结果表明,断面纤维分布效果较好,CF长度比较均一,并且保持在约100μm。
[Abstract]:Thermoplastic composites have been widely used in aerospace, automobile, electronics and other industries due to their high strength and toughness, recycling and environmental friendliness. With the development of high technology, the heat resistance of thermoplastic composites is becoming more and more important, and the research of thermoplastic composites with high temperature resistance and injectable molding has become a hot topic. In this paper, a new type of heterocyclic poly (aryl ether) thermoplastic resin matrix with temperature resistance above 230 鈩，

本文编号：2365202