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《华东理工大学》 2012年
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碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备和性能研究

石品品  
【摘要】:本课题以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基体,2mm的短切碳纤维(SCF)为增强材料,采用双螺杆挤出机通过熔融共混法制备了PET/SCF复合材料。对工艺条件进行了探索,研究了碳纤维含量及碳纤维表面处理对PET/SCF复合材料性能的影响及其机理。结果表明,当添加未经表面处理的碳纤维时,随着碳纤维含量的增加,复合材料的拉伸强度,弯曲强度,弯曲模量这些力学性能均增加,冲击强度先增加后减小,热稳定升高,熔融流动性先升高后降低,结晶性能变好。通过对浓硝酸,钛酸酯偶联剂,硅烷偶联剂对碳纤维表面改性效果的对比,选用了浓硝酸加硅烷偶联剂复合处理的方法对碳纤维表面改性。与未经表面处理的碳纤维增强复合材料相比,经表面处理过的碳纤维复合材料的拉伸强度整体平均提高了15%左右,弯曲强度提高了22%左右,弯曲模量提高了15%左右,冲击强度提高了13%左右,硬度提高了10%左右。碳纤维经表面处理后对复合材料的热稳定性影响不大。结晶温度和熔融温度有所提高,结晶速度增加,结晶度降低。流动性能也得到改善,复合材料的损耗因子降低,材料的耐使用性也得到了改善。 综上所述,碳纤维进行适当表面处理,可以采用通用热塑性熔融成型设备制成PET/SCF复合材料。这种轻质高强的复合材料有望在汽车工业方面的到广泛的应用。
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