杂萘联苯聚芳醚的碳纤维增强及共混改性研究

论文摘要

含杂萘联苯结构聚芳醚树脂是本课题组自主开发成功的一类新型特种工程塑料,具有耐热、高强、耐腐蚀以及耐辐射等优异性能,是目前耐热等级最高的可溶性聚芳醚新品种,市场应用前景广阔。但是其熔融粘度高、脆性大,需要进行改性以扩大其应用范围。本文采用熔融挤出法制备了短碳纤维（CF）增强含杂萘联苯共聚芳醚砜（PPBES）复合材料。采用聚醚砜（PES）分别对含杂萘联苯聚芳醚砜酮（PPESK）和PPBES进行了熔融共混改性。通过在双螺杆挤出机上加入连续碳纤维以熔融共混的方式制备了短碳纤维增强PPBES复合材料,利用偏光显微镜、扫描电镜（SEM）等手段研究了复合材料中纤维的长度、复合材料的力学性能以及界面性能。结果表明：复合材料中纤维平均长度保持在100μm以上,随着碳纤维含量的增加,复合材料拉伸强度呈现先增大后减小的趋势,在CF质量分数为23%时,复合材料的拉伸强度达到最大值（107MPa）,复合材料的缺口冲击强度随CF含量的增加呈现先降低后升高的趋势,在CF含量为10%时达到最小（4.95KJ/m-2）。SEM分析表明复合材料界面粘结性较差。采用熔融共混法制备了PPESK/PES和PPBES/PES共混物,并研究了共混物的加工性能、相容性以及力学性能,结果表明PES的加入能够较好的改善PPESK以及PPBES的熔融加工性,DSC分析表明PPESK/PES和PPBES/PES共混物均为部分相容体系。PPESK/PES共混物的拉伸强度随着PES含量的增加呈现逐渐上升的趋势,SEM分析结果显示PPESK/PES共混物相容性较差。PPBES/PES共混物拉伸强度随着PES含量的增加呈现先增大后减小的趋势,当PES含量达到25%时,共混物的拉伸强度达到最大（98Mpa）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 特种工程塑料发展概述
• 1.2 特种工程塑料的共混改性
• 1.2.1 物理共混
• 1.2.2 化学共混
• 1.2.3 主要特种工程塑料的共混物
• 1.3 纤维增强特种工程塑料树脂基复合材料
• 1.3.1 增强纤维研究进展
• 1.3.2 纤维增强热塑性树脂基复合材料工艺研究进展
• 1.3.3 纤维增强热塑性树脂基复合材料界面理论研究进展
• 1.3.4 主要碳纤维增强特种工程塑料树脂基复合材料
• 1.4 含二氮杂萘酮结构高性能聚芳醚树脂及其改性研究进展
• 1.4.1 含二氮杂萘酮结构高性能聚芳醚树脂的合成与开发
• 1.4.2 含二氮杂萘酮结构高性能聚芳醚树脂的共混改性
• 1.4.3 含二氮杂萘酮结构高性能聚芳醚树脂的填充增强
• 1.5 本论文的目的及研究内容
• 2 短碳纤维增强杂萘联苯共聚芳醚砜复合材料的结构与性能
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 复合材料的制备
• 2.1.3 性能测试
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 纤维平均长度及分布
• 2.2.2 复合材料的耐热性
• 2.2.3 复合材料的力学性能
• 2.2.4 复合材料的微观形貌
• 2.3 本章结论
• 3 含二氮杂萘酮结构聚醚砜酮与聚醚砜共混物的结构与性能
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 共混物的制备
• 3.1.3 性能测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 共混物的加工性能
• 3.2.2 共混物的相容性
• 3.2.3 共混物的耐热性
• 3.2.4 共混物的力学性能
• 3.3 本章结论
• 4 含二氮杂萘酮结构共聚芳醚砜与聚醚砜共混物的结构与性能
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 共混物的制备
• 4.1.3 性能测试
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 共混物的加工性能
• 4.2.2 共混物的相容性
• 4.2.3 共混物的耐热性
• 4.2.4 共混物的力学性能
• 4.3 本章结论
• 结论
• 参考文献
• 附录A 附录内容名称
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢