论文摘要
聚苯硫醚（PPS）作为第六大特种工程塑料，具有优良的热稳定性、良好的电绝缘性、耐腐蚀性和自阻燃性，广泛应用于汽车、电子电器和航空航天等各个领域，市场需求量剧增。但由于PPS的分子链是苯环经对位硫原子链接起来的刚性结构，结晶速率较慢，脆性较大，后处理退火时间较长，限制了其应用范围的进一步扩大并间接提高了PPS的加工成本。因此如何在保证不影响材料热性能和强度的同时，显著改善其结晶行为，提高PPS材料冲击韧性的方法将成为PPS改性研究领域努力追求的目标，并对实际生产和应用有着重要的指导意义。本论文采用熔融共混法制备了两种不同热致性液晶聚合物（TLCP）填充改性PPS复合材料，通过示差扫描量热法（DSC）分析了PPS／TLCP复合材料的非等温结晶动力学机理，以及不同类型TLCP对材料结晶性能的影响，采用偏光显微镜（PLM）和X射线衍射（XRD）观测了复合材料中球晶的大小，利用扫描电镜（SEM）观测了PPS／TLCP复合材料中TLCP的成纤和取向，并考察了复合材料的力学性能。在此基础上，进一步研究了PPS／TLCP／GF复合材料的非等温结晶动力学机理，以及不同TLCP对PPS／GF材料中结晶性能、球晶大小和基体与玻纤（GF）界面结合等方面的影响，并考察了复合材料的力学性能。本论文得到的主要研究结果为：通过DSC分析，在PPS／TLCP体系中，加入少量W-TLCP或S-TLCP，可以显著提高PPS的最大结晶温度和结晶速率；PPS／W-TLCP体系结晶速率比纯样提高了3倍左右，而PPS／S-TLCP体系结晶速率比纯样提高了4-5倍；冷却速率对PPSNM-TLCP体系的结晶度影响较小，而对PPS／S-TLCP体系的结晶度影响较大。PPS／TLCP体系的PLM测试表明：W-TLCP主要起成核剂的作用，而S-TLCP起促进晶核增长的作用。从PPS／TLCP体系的SEM和力学性能研究发现：加入2wt％的W-TLCP，可以细化PPS微晶尺寸，同时提高PPS的拉伸和冲击强度。利用DSC非等温动力学研究PPS／TLCP／GF混杂体系的结晶过程发现：TLCP含量对PPS／TLCP／GF混杂体系结晶过程和结晶度影响很大。加入TLCP后，PPS／GF体系的结晶潜伏期增大。随着W-TLCP含量的增加，体系的结晶潜伏期有所减少；而随着S-TLCP含量的增加，潜伏期略微增加。当TLCP的含量为2wt％时，结晶度较低；而当TLCP的含量达到8wt％时，混杂体系结晶度高达75％以上。对PPS／TLCP／GF混杂体系的SEM测试发现：W-TLCP使PPS基体与GF间发生界面分离，将极大降低PPS／GF材料的力学性能；而S-TLCP能促进PPS基体与GF间界面粘附，对材料的力学性能有所改善和增强。要得到力学性能优异的原位混杂复合材料，关键不仅在于TLCP微纤在材料体系中的形成，更重要的是加入TLCP后，基体与纤维之间的界面结合情况。