TPI/PEEK及CNTs增强复合材料力学性能研究

发布时间：2020-12-18 20:17

　　材料是人类赖以生存与发展的物质基础。塑料作为其中重要的一类,在我们的生产生活中有着广泛应用,它们性能各异、优势各不相同。同时,人类社会发展日新月异,开发出适应新需求的材料已成为当务之急。聚醚醚酮（Poly-ether-ether-ketone,PEEK）和聚酰亚胺（Polyimide,PI）是两类各具独特优势性能的特种工程塑料。PEEK耐强化学腐蚀且易于加工,但其高温力学性能较差。PI高温力学性能十分优异,但其不耐酸碱腐蚀,且由于熔体粘度过大成型方式受限。PI/PEEK共混合金材料可综合两者的优势,因此可以在更为极端的环境下使用。针对上述问题,本文通过共混技术制备了不同混合比例的TPI/PEEK材料。研究了不同混合比例材料在常温及高低温环境下的力学性能,结合微观形貌、结晶性能分析研究了材料最佳混合比例。最终实现了TPI及PEEK优势性能的综合,制备出一类耐高温、易加工的合金材料。在此基础上,本文采用模拟手段对共混材料的界面性能进行研究,进而解释了TPI/PEEK材料破坏机理。将介观动力学、有限元方法、分子动力学分别应用于材料相形貌分布及外力作用下材料应力分布、界面结合性能的模拟分析中,... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 注塑成型及共混改性技术
        1.2.1 注塑成型技术
        1.2.2 共混改性技术
    1.3 相关文献综述
    1.4 本文主要研究内容
2 TPI/PEEK材料制备及力学性能研究
    2.1 引言
    2.2 聚合物共混相关理论
        2.2.1 聚合物共混体系相形貌及演变
        2.2.2 聚合物共混设备
    2.3 主要原料及设备
        2.3.1 实验原料
        2.3.2 仪器设备
    2.4 共混注塑试样的制备与表征
        2.4.1 PEEK、TPI试样的制备与表征
        2.4.2 TPI/PEEK试样的制备与表征
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 PEEK、TPI材料力学性能分析
        2.5.2 TPI/PEEK材料高温力学性能分析
        2.5.3 TPI/PEEK材料低温力学性能分析
        2.5.4 TPI/PEEK材料结晶性能及微观形貌分析
    2.6 本章小结
3 TPI/PEEK材料界面性能研究
    3.1 数值模拟计算相关理论
        3.1.1 分子动力学基本理论
        3.1.2 介观动力学基本理论
        3.1.3 有限元方法及相关理论
    3.2 TPI/PEEK介观形貌模拟
        3.2.1 介观模拟参数设置
        3.2.2 介观模拟结果
    3.3 TPI/PEEK有限元仿真分析
        3.3.1 介观形貌数据提取
        3.3.2 周期性边界条件
        3.3.3 共混材料受力分析
    3.4 TPI/PEEK界面结合能模拟
    3.5 本章小结
4 MWCNTs/TPI/PEEK三元共混材料性能研究
    4.1 碳纳米管材料简介
    4.2 MWCNTs/TPI/PEEK注塑试样的制备与表征
        4.2.1 主要原料与设备
        4.2.2 MWCNTs/TPI/PEEK拉伸试样的制备
        4.2.3 MWCNTs/TPI/PEEK的性能表征
    4.3 MWCNTs/TPI/PEEK注塑试样力学性能
        4.3.1 MWCNTs/TPI/PEEK的常温力学性能
        4.3.2 MWCNTs/TPI/PEEK的高温力学性能
    4.4 MWCNTs/TPI/PEEK微观形貌及结晶性能分析
        4.4.1 MWCNTs/TPI/PEEK微观形貌分析
        4.4.2 MWCNTs/TPI/PEEK等温结晶性能分析
    4.5 材料导热系数测试
    4.6 本章小结
结论
参考文献
附录 Matlab部分程序
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]航空发动机用聚酰亚胺复合材料研究与应用[J]. 王婧,廉一龙,韩秀峰.  航空制造技术. 2017(15)
[2]微型锥形双螺杆挤出机的循环混合特性[J]. 陈世昌,张先明,徐俊杰,陈文兴,冯连芳.  化工进展. 2017(04)
[3]碳纳米管/聚酰亚胺复合材料的制备及其电化学性能研究[J]. 饶臻然,李宝铭,彭恩凯,叶蕾蕾.  功能材料. 2015(22)
[4]高性能纤维的市场发展趋势[J]. 江镇海.  合成纤维工业. 2014(01)
[5]热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的力学性能研究[J]. 王运良,陈春海.  佳木斯大学学报(自然科学版). 2013(03)
[6]吸附共沉淀法制备聚醚醚酮/多壁碳纳米管复合材料与性能研究[J]. 韩崇涛,马驰,蒋立新,熊成东,张丽芳.  合成化学. 2013(01)
[7]纺织复合材料细观力学分析的一般性周期性边界条件及其有限元实现[J]. 张超,许希武,严雪.  航空学报. 2013(07)
[8]我国已进入多元化高性能纤维增强复合材料的新时期[J]. 赵鸿汉.  玻璃钢. 2012(02)
[9]聚酰亚胺及其薄膜在航空航天中的应用[J]. 吴国光.  信息记录材料. 2012(01)
[10]热塑性聚酰亚胺与聚醚醚酮共混物的等温结晶动力学[J]. 郭来辉,方省众,王贵宾,吴忠文.  高等学校化学学报. 2011(12)

博士论文
[1]聚乳酸共混改性研究[D]. 王宁.天津大学 2007

硕士论文
[1]改性聚酰亚胺膜制备及CO2分离性能研究[D]. 芦霞.天津大学 2014
[2]一种热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂耐热性能研究[D]. 王丽娜.吉林大学 2013
[3]基于分子动力学的沥青与集料界面行为虚拟实验研究[D]. 徐霈.长安大学 2013



本文编号：2924547