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杂萘联苯聚芳醚的共混及短纤增强改性研究

董奇  
【摘要】: 含二氮杂萘酮结构的聚芳醚是本课题组自主研发的一类高性能特种工程塑料,具有良好的可溶解性和远高于同类树脂的耐热性,性价比优异,具有很好的应用前景,但其熔融加工性较差,需进行改性。为了拓展其应用领域,本文采用聚醚醚酮(PEEK)与其共混改善其熔融加工性能,在此基础上制备了短切玻璃纤维增强高性能聚芳醚树脂基复合材料。 采用双螺杆挤出机熔融共混法制备了PPESK/PEEK共混合金,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,共混物在PEEK含量较低时为均相体系,当PEEK含量增至30%后为部分相容的两相体系;PEEK富集相在宽广的组成范围内都具有一定连续性;PEEK的加入,提高了共混物的热稳定性。通过考察双螺杆挤出机电流和出口压力表明PEEK的加入降低了共混物的熔体黏度。力学性能测试结果表明,PEEK的加入提高了PPESK的弯曲性能与冲击强度;同时,与PPESK共混,提高了PEEK的高温力学性能。 采用熔融共混法成功制备出短玻纤增强PPESK/PEEK(7∶3)复合材料,并通过SEM、灼烧法等手段对复合材料的界面、力学性能及短纤维的长度进行了研究。结果表明:界面层主要为PPESK;短纤维的平均长度在100μm左右,近似正态分布;适量短纤维的加入提高了复合材料的高温拉伸强度、弯曲性能与冲击强度;受纤维的团聚等因素影响,复合材料的室温拉伸强度在较高纤维含量下有所降低。 同样采用熔融共混法制备了PPBES/PEEK共混物。通过DSC、SEM、浮力法等手段,考察了共混物的相容性及相结构,结果表明共混物属部分相容体系,在PEEK含量为20%-60%之间非常宽广的组分范围内均为双连续相结构。挤出机电流和出口压力分析结果与TGA测试结果表明,PEEK的加入可有效改善PPBES的加工流动性,并提高共混物的热稳定性。共混物力学性能测试结果表明,PPBES组分的增加可以提高共混物高温力学性能,而PEEK组分的增加可以提高共混物的弯曲性能,共混物冲击强度较两种纯组分略有降低。


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