長碳纖維增強雜環(huán)聚芳醚復(fù)合材料制備與性能.pdf

1、高性能復(fù)合材料是以高模量、高強度、耐高溫和輕質(zhì)等優(yōu)質(zhì)性能著稱的一類新型材料，并且具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計性和優(yōu)化性，主要應(yīng)用于航空、航天、國防、汽車、建筑、機械制造和電子電器等領(lǐng)域。高性能復(fù)合材料樹脂基體通常分為兩大類：熱塑性和熱固性樹脂。熱塑性樹脂基復(fù)合材料由于在品種、韌性、成型時間、可回收利用、結(jié)構(gòu)設(shè)計性等方面都優(yōu)于熱固性樹脂基復(fù)合材料，從而受到越來越多關(guān)注。高性能復(fù)合材料以碳纖維為主的增強基體形式主要分為：短纖維、長纖維和連續(xù)纖維。短纖

2、維增強樹脂基復(fù)合材料在力學(xué)承載上有限，連續(xù)纖維增強樹脂基復(fù)合材料在成本上過高。在此背景下，本課題采用長纖維增強熱塑性樹脂基復(fù)合材料。
　　本文以本課題組自主研發(fā)的含二氮雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的聚芳醚砜酮（PPBESK）樹脂作為基體，長切碳纖維（T700SC-12K，25mm）為增強材料，PPBESK分子主鏈中引進(jìn)了“扭曲非共平面”的雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的引入，賦予了該聚合物耐高溫（Tg=265℃）、高力學(xué)強度，并且可溶解于常見溶劑（氯仿）等獨特的性

3、能，故采用溶液浸潤法，探究了開煉機碾壓法、溶劑沉降法、超聲波振動法和超聲二次浸潤法制備復(fù)合材料預(yù)浸料對LCF/PPBESK復(fù)合材料性能的影響，結(jié)果表明超聲波振動法制備預(yù)浸料工藝得到的復(fù)合材料綜合力學(xué)性能最優(yōu)，其最佳的碳纖維含量為45%，并且詳細(xì)地探究了成型工藝中不同的因素對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響；從SEM中分析可知超聲波浸潤效果最佳；從DMA、熱膨脹系數(shù)和熱容分析中可知 LCF/PPBESK復(fù)合材料具有很高的耐熱性能和良好的隔熱性能。采

4、用超聲波浸潤工藝制備LCF/PPBESK復(fù)合材料樣板，考察了測試樣板在干濕態(tài)不同溫度的環(huán)境條件下的力學(xué)性能，結(jié)果表明材料在150℃綜合力學(xué)性能最佳，在干態(tài)時拉伸、彎曲、壓縮強度分別為244MPa、279 MPa、169 MPa；濕態(tài)時拉伸、彎曲、壓縮強度分別為168MPa、227 MPa、98 MPa。相對于常溫下，其他溫度測試條件下的力學(xué)性能保持率很高，尤其是在高溫150℃的力學(xué)性能已經(jīng)超過了常溫的力學(xué)性能；濕態(tài)下的力學(xué)性能相對于干態(tài)