熱致性液晶-不飽和聚酯-玻璃纖維原位混雜復合材料的性能研究.pdf

1、不飽和聚酯(UP)塑料具有較好的剛性和機電性能．但在韌性和耐開裂性方面有時顯現(xiàn)不足，特別是在較大溫差冷熱沖擊和交變機械力的作用下，材料會出現(xiàn)裂紋。因此本論文提出了加入熱致性液晶的方式米提高UP復合材料韌性的方法。采用自制的液晶聚氨酯(LCPU)增強UP復合材料，試樣通過靜態(tài)力學、動態(tài)力學(DMA)等手段研究了LCPU在體系中的含量、LCPU的相對分子質(zhì)量以及加入方式對LCPU/GF/UP原位復合材料的力學性能、熱性能、電性能和吸水性的影

2、響。 通過以上研究，得到以下結論： (1)自制一系列LCPU，采用廣角X衍射(WAXD)、偏光顯微鏡(POM)和DSC分析，其在218～330℃溫度區(qū)間內(nèi)都具有液晶性，屬于熱致性液晶。通過FTIR發(fā)現(xiàn)其分子鏈上含有活性官能團-NCO，為具有反應活性的熱致性液晶。 (2)通過對液晶加入方式的研究發(fā)現(xiàn)，只有采塒LCPU與UP先熔融共混、冷卻，使液晶的形態(tài)保存在UP內(nèi)。才能起到液晶增強增韌的效果，其在常溫下沖擊強度、彎

3、曲強度和彎曲模量分別提高了22％、29％和23％，而直接共混的加入方式制得的材料力學性能反而降低，不論用哪種加入方式加入LCPU，其復合材料的熱性能都提高了，而電性能和吸水性能變化不人。 (3)通過對液晶加入含量對復合材料的影響研究發(fā)現(xiàn)，LCPU的含量對材料的力學性能有顯著影響，加入2.5～5％KCPU所制得的復合材料其力學性能最好，特別是在100℃下，加入5％其比未加液晶的沖擊性能提高27％，加入2.5％的其彎曲強度和彎曲模最

4、比未加液晶的分別提高了45％和140％。從蠕變和應力松弛曲線中看出，加入5％LCPU對復合材料的蠕變性能和應力松弛都有了改進：從動態(tài)力學性能看到加入LCPU對提高材料的Tg和E’<,r>有一定的作用。而隨著含量的增加，其復合材料的軟化點和表觀分解溫度是先增加后降低。 (4)LCPU的相對分子顰對材料的性能有一定影響，特別是LCPU相對分子量趨向無窮大時，在常溫下材料的沖擊強度、彎曲強度和彎曲模量分別比未加液晶的提高9％、25％和

5、55.7％。隨LCPU相對分子質(zhì)量的提高，其復合材料的耐熱性反而降低。加入適量的LCPU可以降低材料的膨脹率。 (5)LCPU的含量和相對分子質(zhì)量對復合材料的電性能與吸水性能影響不大。 (6)研究發(fā)現(xiàn)，LCPU能增強UP復合材料的原因主要是：LCPU本身為剛性分子，可以起到液晶增強的作用；LCPU與UP分子發(fā)生化學交聯(lián)，提高LCPU與基體材料材料的相容性，從而提高材料的性能；同時LCPU與UP發(fā)生反應，也改善UP與玻纖界