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TLCP和纤维增强改性杂萘联苯聚醚砜酮

王海连  
【摘要】:含二氮杂萘联苯结构的聚醚砜酮是本课题组自主研究开发的一类高性能特种工程塑料,为了拓展其应用领域,本文采用热致液晶聚合物(TLCP)共混、短玻璃纤维和碳纤维对其进行共混降低熔融粘度和复合增强改性。 采用TLCP和聚醚砜(PES)对二氮杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)进行熔融共混改性,可知聚醚砜的加入降低了PPESK的熔体粘度,减小了PPESK与TLCP的粘度比。选择具有代表性的PPESK/PES共混物与不同含量的TLCP进行共混,通过双螺杆挤出机电流变化可知道液晶聚合物的加入有效的降低了树脂基体的熔融粘度,用差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、热重分析法(TGA)等方法对该共混体系的相容性、热稳定性进行研究,结果表明体系为不相容体系,并且共混物5%热失重温度随着液晶聚合物的含量增加逐渐降低,说明液晶聚合物的加入降低了其热稳定性。从试样断面的SEM图中可以看出:当液晶含量较少时在共混物内以球形或椭圆形颗粒存在,随着液晶含量的增加,形成了具有一定长径比微纤,但是微纤的表面光滑平直,与树脂基体之间的界面作用力较弱。采用万能试验机对共混物的力学性能进行了测试,结果表明力学性能没有得到很好的改善。 采用高速混合机干粉法制备玻璃粉/PPESK填充复合材料,对填充材料的形貌和力学性能进行了研究,结果表明随着玻璃粉含量的增加,复合材料的弯曲性能以及刚度得到了提高,但是拉伸和冲击强度呈下降趋势,经偶联剂处理的玻璃粉增强复合材料,力学性能得到一定的改善。 采用熔融挤出混合法制备了短切玻璃纤维和碳纤维增强PPESK/PES共混物的复合材料,采用万能试验机以及摩擦磨损实验机对复合材料的力学性能和磨损性能进行测试,结果表明,经短切玻璃纤维和碳纤维增强复合材料的弯曲强度均得到很大的提高,但冲击强度均随纤维含量的增加逐渐下降;经短切碳纤维增强的复合材料的摩擦性能也得到适当的改善,摩擦系数和体积磨损率随着碳纤维含量的增加而降低。 采用液晶聚合物和短切玻璃纤维/碳纤维混杂强PPESK/PES复合材料,测试表明,相对于单纯用短切纤维增强,混杂增强进一步降低了熔体粘度,提高了纤维与树脂的浸润程度,减少了纤维的折断率,提高了纤维在流动方向的取向度,使力学性能得到很大的提高。两组复合材料体系的弯曲强度都随着液晶含量的增加先增加后下降,但是冲击强度下降;随着液晶聚合物含量的增加,碳纤维混杂增强复合材料的摩擦系数不断减小而体积磨损率则呈现先增加后下降的趋势。


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