PPS基粘结锶铁氧体复合材料的增韧改性探究

发布时间：2017-07-08 11:06

  本文关键词：PPS基粘结锶铁氧体复合材料的增韧改性探究

  更多相关文章： PPS 锶铁氧体 热塑性聚氨酯 碳纤维 纳米SiO_2

【摘要】：随着粘结磁体产品在高温领域应用需求的增大,以工程塑料聚苯硫醚(PPS)为基体制得的粘结磁体材料越来越得到研究者的青睐。同时聚苯硫醚具有优异的性能,但是致命的脆性限制了PPS的应用。所以本文以PPS为基体,以锶铁氧体为填料,采用熔融挤出的方法,制备了高磁粉填充的PPS基磁性复合材料。通过熔融指数仪、电子万能试验机、热重分析仪、扫描电镜等对PPS基复合材料的流动性能、力学性能、热学性能、微观形貌等进行研究,分析了弹性体、纤维、无机纳米粒子等不同体系的增韧剂对PPS基磁性复合材料性能的影响。研究发现,TPU热塑性弹性体添加到TPU/PPS/SrFe12O19三元复合材料中,明显地提高了复合材料的冲击强度。当TPU含量达到11wt%时,复合材料的冲击强度达到最大值5.77 kJ/m2,相比于无改性的材料提高了将近51.44%。同时研究得到TPU增韧体系中存在新的增韧机制。在熔融共混下,TPU中的硬段会分解产生异氰酸酯基(-CNO)。异氰酸酯基会与PPS链段中的端位基团(S-H)反应。相当于TPU分解过程中分解的链段接枝到PPS分子链上,从而提高了冲击强度和热稳定性。这不同于传统的弹性体增韧机制来抑制微裂纹的扩展。碳纤维增韧体系中,随着碳纤维的含量增加复合材料的韧性明显提高。HF酸清洗表面后,用不同的表面氧化处理来增加碳纤维的表面活性与官能团数目。实验表明随着氧化时间的增加,碳纤维的表面活性增强,但同时也对本征碳造成了破坏影响了碳纤维的强度。稀硝酸氧化24小时处理后的CF/PPS/SrFe12O19三元复合材料冲击强度增加到7.08 kJ/m2,相比于无改性的材料提高了将近103.4%.在白炭黑增韧体系中,选取具有良好亲油性的沉淀白炭黑来增韧PPS基体;规则球形的沉淀白炭黑平均粒径为36~61nm,约占92.8%。KH550偶联过白炭黑加入到PPS/SrFe12O19复合材料力学性能得到了改善。随着白炭黑含量的增加,冲击强度先增加后减小。当白炭黑含量为3wt%时,冲击强度达到最大4.25kJ/m2,相比未处理的样品提高了9.5%。同时随着白炭黑含量的增加,熔融指数发生了下降,但是不影响加工成型。
【关键词】：PPS 锶铁氧体 热塑性聚氨酯 碳纤维 纳米SiO_2
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 永磁铁氧体材料的概述10
• 1.2 粘结永磁体的研究进展10-14
• 1.2.1 粘结永磁体的发展与特点10
• 1.2.2 粘结永磁体的制备工艺10-11
• 1.2.3 粘结永磁体的材料和性能11-13
• 1.2.4 粘结永磁体的应用13-14
• 1.3 聚苯硫醚的发展和研究现状14-15
• 1.3.1 聚苯硫醚的结构与性能14
• 1.3.2 聚苯硫醚的发展趋势14-15
• 1.4 聚苯硫醚的改性15-19
• 1.4.1 弹性体改性聚苯硫醚16-17
• 1.4.2 纤维改性聚苯硫醚17-18
• 1.4.3 刚性聚合物/无机粒子改性聚苯硫醚18-19
• 1.5 PPS基永磁复合材料研究现状19-20
• 1.6 论文的研究目的和研究内容20-22
• 1.6.1 论文的研究目的20-21
• 1.6.2 论文的研究内容21-22
• 第二章 实验设备及方法22-29
• 2.1 实验原料22
• 2.2 实验仪器22-23
• 2.3 复合材料的制备23-25
• 2.3.1 磁粉的表面处理24
• 2.3.2 样品制备24-25
• 2.3.2.1 TPU/PPS/锶铁氧体复合材料的制备24
• 2.3.2.2 CF/PPS/锶铁氧体复合材料的制备24-25
• 2.3.2.3 CF/PPS/锶铁氧体复合材料的制备25
• 2.4 复合材料的性能测试25-29
• 2.4.1 流动性能测试25-26
• 2.4.2 力学性能测试26
• 2.4.3 磁性能测试26-28
• 2.4.4 扫描电子显微镜(SEM)测试28
• 2.4.5 激光粒度分布分析28
• 2.4.6 物相分析28
• 2.4.7 热力学分析28-29
• 第三章 热塑性聚氨酯对PPS增韧的影响29-40
• 3.1 引言29-30
• 3.2 结果与讨论30-39
• 3.2.1 锶铁氧体/PPS/TPU复合材料性能的分析30-31
• 3.2.2 TPU，TPU/PPS和PPS热性能的分析31-34
• 3.2.3 TPU含量对TPU/PPS体系结晶状态的影响34-36
• 3.2.4 TPU/PPS体系的红外分析及增韧机理36-38
• 3.2.5 TPU/PPS二元复合材料的表面形貌38-39
• 3.3 小结39-40
• 第四章 碳纤维对PPS增韧的影响40-50
• 4.1 引言40-42
• 4.2 结果与讨论42-49
• 4.2.1 不同含量的碳纤维对复合材料的流动性和冲击强度的影响42-43
• 4.2.2 不同的时间下浓硝酸氧化处理对碳纤维表面活性的影响43-47
• 4.2.3 不同表面处理工艺对复合材料的冲击强度的影响47-49
• 4.3 小结49-50
• 第五章 纳米SiO_2对PPS增韧的影响50-58
• 5.1 引言50-51
• 5.2 结果与讨论51-57
• 5.2.1 沉淀白炭黑与气象白炭黑的分析51-53
• 5.2.2 不同表面处理方法和白炭黑含量对加工工艺和性能的影响53-55
• 5.2.3 不挤出次数对于挤出工艺的影响55-57
• 5.3 小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间学术成果66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姚学标,胡国光,尹萍,方庆清,吕庆荣;单轴-平面W型复合锶铁氧体的制备及其吸波特性研究[J];功能材料;2002年06期

2 黄英;杜朝锋;秦秀兰;何文栋;;用溶胶-凝胶法制备纳米锶铁氧体粉[J];材料研究学报;2007年03期

3 王晓瑞;马佳蓉;金鸣林;万遥;熊永鹤;;添加剂粒度细化对锶铁氧体结构和磁性能的影响[J];材料导报;2009年12期

4 朱存福;金鸣林;王占勇;刘克家;包宗宏;蒋涵涵;;烧结锶铁氧体的极图分析[J];硅酸盐学报;2011年05期

5 刘成伦;谢太平;徐龙君;丁世环;张静;何春兰;张良;;锶铁氧体负载磁性酸催化剂的制备和性能研究[J];功能材料;2011年07期

6 朱德如;刘先松;胡锋;JOSE Luis Men忮ndez;;明显增强的镧掺杂锶铁氧体的磁光克尔效应[J];材料研究学报;2012年01期

7 张泽洋;刘祥萱;吴有朋;王煊军;;热处理对锶铁氧体微结构及吸波性能的影响[J];表面技术;2012年01期

8 刘先松;贾道宁;胡锋;朱德如;Jose Luis Menéndez;;钴掺杂锶铁氧体的磁光克尔效应研究[J];稀有金属材料与工程;2012年S2期

9 田野;刘亚青;孙友谊;何岷洪;梁青;刘坦坦;;气氛烧结锶铁氧体磁粉中试实验研究[J];材料导报;2013年04期

10 胡经国;锶铁氧体开发刍议[J];现代化工;1989年03期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 刘先松;朱德如;JOSE Luis Menéndez;阮征;蒋坤良;胡峰;王超;;镧取代锶铁氧体的磁光克尔效应研究[A];2012中国功能新材料学术论坛暨第三届全国电磁材料及器件学术会议论文摘要集[C];2012年

2 钟喜春;刘云鹤;胡庚;刘仲武;余红雅;曾德长;;粘结钕铁硼/锶铁氧体复合磁体的制备与性能[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年

3 任伯胜;徐海斌;施树银;刘传博;;n＞6的SrO·nFe_2O_3永磁性能的试验探索[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 银河证券 董思毅;中钢天源(002057) 产业链完整[N];中国证券报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 陈娜;稀土替代锶铁氧体及其复合材料的制备和吸波性能研究[D];上海交通大学;2009年

2 潘喜峰;钴基金属包覆锶铁氧体复合粉末的制备和吸波性能研究[D];上海交通大学;2008年

3 王海珠;掺杂对M型锶铁氧体磁性的影响规律和机制的研究[D];吉林大学;2012年

4 侯育花;尖晶石型钴铁氧体及磁铅石型锶铁氧体的第一性原理研究[D];华南理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李程聪;离子替代对M型锶铁氧体结构与磁性能的影响研究[D];华南理工大学;2015年

2 陈章;利用轧钢氧化铁生产高性能锶铁氧体的关键技术[D];南京理工大学;2016年

3 李婷婷;锶铁氧体及其复合物的制备与磁性能研究[D];安徽工业大学;2016年

4 张怀民;离子取代M型锶铁氧体的制备及磁性能研究[D];哈尔滨理工大学;2016年

5 董鑫;PPS基粘结锶铁氧体复合材料的增韧改性探究[D];浙江工业大学;2016年

6 容胜忠;掺杂锶铁氧体的结构与磁性能研究[D];华南理工大学;2010年

7 贾道宁;高性能M型锶铁氧体的研制[D];安徽大学;2011年

8 朱德如;镧掺杂以及镧钴掺杂的锶铁氧体磁性能、光学性能以及磁光克尔效应研究[D];安徽大学;2012年

9 黄风;复合添加高性能锶铁氧体的制备与干压成型研究[D];安徽大学;2015年

10 李锐;掺杂锶铁氧体的磁学特性研究[D];安徽大学;2005年

，

本文编号：534269