碳纤维/玻璃纤维增强PPESK复合材料的研究

发布时间：2020-12-18 08:15

　　含二氮杂萘酮联苯结构新型聚醚砜酮（PPESK）是一种新型高性能特种工程塑料,具有高耐磨性、耐热性、高强度、良好的电气绝缘性等优良性能及合成工艺简单、合成材料价格低廉的优点,是一种极具研发潜力的高性能材料。本文以辽河油田石油工具的实际项目为依托,利用碳纤维（CF）/玻璃纤维（GF）混杂纤维对PPESK树脂进行增强改性处理,结合注塑成型工艺制备短纤维混杂增强PPESK复合材料扶正器;结合拉挤成型工艺制备长纤维混杂增强PPESK复合材料抽油杆。1.探讨了CF的表面预处理方案,采用先气相后液相的复合表面处理方法,分别对CF进行不同温度的氧化处理及不同时间的硝酸刻蚀处理,利用WDW-200万能拉力试验机及扫描电子显微镜（SEM）,分别测试了未处理、氧化处理、氧化处理+硝酸刻蚀处理的CF的拉伸强度并观察纤维表面形貌的变化;利用红外光谱分析CF经过预处理后官能团的变化,最终确定CF的表面预处理方案为:氧化处理（450℃,40min）+硝酸刻蚀（20min）+去离子水浸泡（20min）+干燥（120℃,3h）;红外光谱分析表明CF经氧化（450℃,40min）+硝酸刻蚀（20min）处理后的表面基团发... 

【文章来源】：长春工业大学吉林省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 碳纤维及碳纤维增强体
        1.1.1 碳纤维
        1.1.2 碳纤维的材料特征
        1.1.3 碳纤维的发展
        1.1.4 碳纤维复合材料的应用及发展趋势
            1.1.4.1 航空航天领域
            1.1.4.2 汽车行业
            1.1.4.3 风电叶片
            1.1.4.4 碳纤维复合材料芯导线
    1.2 玻璃纤维及玻璃纤维增强体
        1.2.1 玻璃纤维
        1.2.2 玻璃纤维分类
        1.2.3 玻璃纤维增强复合材料的发展及应用
            1.2.3.1 航空航天领域
            1.2.3.2 风电叶片
    1.3 界面的研究进展
        1.3.1 碳纤维增强复合材料的界面研究进展
        1.3.2 玻璃纤维增强复合材料的界面研究进展
    1.4 含二氮杂萘酮联苯结构新型聚醚砜酮简介
        1.4.1 PPESK的合成
        1.4.2 PPESK的改性
    1.5 课题来源及意义
    1.6 研究内容
第二章 碳纤维的预处理及表面性能表征
    2.1 引言
    2.2 实验材料及实验设备
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验设备
    2.3 实验方案
        2.3.1 实验步骤
        2.3.2 碳纤维的表面状态表征
        2.3.3 力学性能测试
        2.3.4 碳纤维刻蚀后的微观形貌及分析
    2.4 本章小结
第三章 短CF/GF混杂增强PPESK复合材料的性能研究
    3.1 引言
    3.2 注塑工艺简介
    3.3 实验材料和实验设备
        3.3.1 实验材料
        3.3.2 实验设备
    3.4 实验方案
        3.4.1 试样制备
        3.4.2 实验内容
            3.4.2.1 螺杆转速的确定
            3.4.2.2 挤出温度的确定
            3.4.2.3 纤维混杂比的确定
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 螺杆转速对复合材料性能的影响
        3.5.2 挤出温度对复合材料性能的影响
        3.5.3 纤维含量对复合材料热稳定性的影响
        3.5.4 混杂纤维含量对复合材料冲击性能的影响
        3.5.5 混杂纤维含量对复合材料耐磨性的影响
        3.5.6 不同含量纤维复合材料磨损后的微观表面形貌
        3.5.7 纤维混杂效应分析
    3.6 本章小结
第四章 长CF/GF混杂增强PPESK复合材料的性能研究
    4.1 引言
    4.2 拉挤工艺
    4.3 金属接头及连接方式的设计
    4.4 实验材料及设备
        4.4.1 实验材料
        4.4.2 实验设备
    4.5 实验内容
        4.5.1 试样制备
        4.5.2 实验步骤
            4.5.2.1 模具温度设定
            4.5.2.2 拉挤速度设定
            4.5.2.3 纤维混杂比的设定
    4.6 结论与讨论
        4.6.1 模具温度对材料性能的影响
        4.6.2 拉挤速度对复合材料性能的影响
        4.6.3 混杂纤维配比参数的确定
        4.6.4 硝酸刻蚀时间对复合材料力学性能的影响
        4.6.5 复合材料的微观表面分析
        4.6.6 纤维混杂效应分析
    4.7 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]玻璃纤维-碳纤维混杂增强PCBT复合材料层合板的制备及低速冲击性能[J]. 杨斌,章继峰,周利民.  复合材料学报. 2015(02)
[2]抽油杆常见断裂失效情况分析[J]. 张强.  中国高新技术企业. 2015(10)
[3]新型连续抽油杆采油技术的应用[J]. 张洪强.  内蒙古石油化工. 2013(24)
[4]复合材料及碳纤维复合材料应用现状[J]. 董博.  辽宁化工. 2013(05)
[5]碳纤维复合材料芯导线在国内推广应用的技术经济分析[J]. 李磊,陈伟,万建成.  电力建设. 2012(09)
[6]抽油杆扶正器专用材料的研究进展[J]. 郭庆时,刘丹丹.  工程塑料应用. 2010(12)
[7]长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究[J]. 贾明印,薛平,于建,丁筠.  工程塑料应用. 2010(10)
[8]玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能分析[J]. 王丽雪,尹志娟,刘海鸥.  黑龙江工程学院学报(自然科学版). 2009(03)
[9]玻璃纤维表面处理技术研究进展[J]. 曹淑伟,张大海,管艳丽,高永栓,范锦鹏.  宇航材料工艺. 2009(01)
[10]玻璃纤维表面处理技术的研究进展[J]. 王赫,刘亚青,张志毅,张斌.  绝缘材料. 2007(05)

博士论文
[1]碳纤维增强树脂基复合材料界面结合强度关键影响因素研究[D]. 张敏.山东大学 2010

硕士论文
[1]碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及界面性能的研究[D]. 岑浩.浙江理工大学 2012
[2]浅析现代纤维艺术的发展与表现[D]. 门棣.辽宁师范大学 2011



本文编号：2923681