聚苯硫醚改性及其复合材料制备与性能

发布时间：2017-06-11 22:07

  本文关键词：聚苯硫醚改性及其复合材料制备与性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚苯硫醚(PPS)有着优良的耐腐蚀性、耐热性、阻燃性能以及加工性能,但其韧性差、价格昂贵限制了其使用范围。尼龙6(PA6)价格相对较低,与PPS溶度参数相近,可与其制备成合金,降低使用成本。另外,碳纤维(CF)作为具有高强度、高模量、耐腐蚀、热膨胀系数小等特点的一种新型材料,常用于增强树脂制备成复合材料。本论文主要研究了CF增强PPS/PA6合金以及CF增强羟甲基化PPS。主要内容如下：(1)熔融挤出制备PPS/PA6合金。随着PA6含量的增加,PPS/PA6合金的力学性能先下降后升高。E-MA-GMA和POE-g-MAH作为相容剂,都可以提高PPS/PA6合金的相容性。当相容剂采用POE-g-MAH,添加量为4%时,合金的力学性能提高显著。SEM照片从微观形态上证明了POE-g-MAH对合金相容性起到提高的作用。采用CF增强可提高合金的力学性能,当PPS与PA6质量比为6：4,POE-g-MAH添加量为4%,CF添加量为30%时,合金的拉伸强度为179.65MPa,弯曲强度为249.43 MPa,冲击强度为11.03 kJ/m2。DSC测试结果表明,少量CF加入可以起到异相成核作用,促进合金中聚合物结晶,当CF添加量增加,则会起到阻碍合金中聚合物结晶的作用。(2)熔融挤出制备CF增强PPS。采用浓硝酸氧化处理CF,再分别用偶联剂KH560, NDZ-102处理,得到的复合材料与未处理的CF制备得到的复合材料力学性能相差不大。在碱性条件下,加热加压环境中,用甲醛溶液与PPS反应制得羟甲基化PPS,红外测试和XPS测试证明了该结果。研究了反应温度、反应时间、反应物用量比对官能化程度的影响。制备了CF增强PPS与官能化PPS复配的复合材料。当PPS与官能化PPS用量比为7：3,经处理的CF添加量为30%时,所得复合材料的拉伸强度为187.4MPa,弯曲强度为260.6MPa,冲击强度为14.41kJ/m2。与未添加羟甲基化PPS制备的复合材料相比,拉伸强度提高了6.2%,弯曲强度提高了5.1%,冲击强度提高了7.7%。
【关键词】：聚苯硫醚 尼龙6 复合材料 碳纤维 羟甲基化PPS
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ326.56;TB332
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 聚苯硫醚研究进展15-18
• 1.2 本课题研究意义及研究内容18-20
• 第二章 PPS/PA6合金制备与性能20-47
• 2.1 实验部分20-24
• 2.1.1 实验原料20
• 2.1.2 实验仪器设备20-21
• 2.1.3 样品制备21-23
• 2.1.4 样品制备工艺23
• 2.1.5 性能测试与表征23-24
• 2.2 结果与讨论24-46
• 2.2.1 PPS/PA6合金性能及微观结构24-29
• 2.2.2 相容剂对合金性能及结构的影响29-38
• 2.2.3 碳纤维对合金性能及结构的影响38-46
• 2.3 本章小结46-47
• 第三章 羟甲基化PPS及PPS/CF复合材料制备与性能47-66
• 3.1 实验部分47-48
• 3.1.1 实验原料47
• 3.1.2 实验仪器设备47
• 3.1.3 CF处理47-48
• 3.1.4 PPS羟甲基化48
• 3.1.5 PPS/CF复合材料、PPS/羟甲基化PPS/CF复合材料制备48
• 3.1.6 性能测试与表征48
• 3.2 结果与讨论48-64
• 3.2.1 碳纤维增强聚苯硫醚48-51
• 3.2.2 羟甲基化PPS表征51-54
• 3.2.3 羟甲基化PPS官能化程度影响因素54-57
• 3.2.4 羟甲基化PPS的TG测试结果57-59
• 3.2.5 羟甲基化PPS的引入对PPS/CF复合材料的影响59-64
• 3.3 本章小结64-66
• 第四章 结论66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71

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