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纤维增强聚苯硫醚复合材料的浸渍技术

发布时间:2019/6/13 16:05:24阅读人次:2116

 聚苯硫醚是目前使用量比较高的工程塑料,被广泛应用于汽车、电子电气、军工等诸多领域,而使其能够被广泛应用的原因是诸多改性开发者,他们通过各种方式将聚苯硫醚改性成目标需求物。本文介绍一下纤维增强聚苯硫醚复合材料的浸渍技术。

浸渍技术方法有如下四种:

1粉体法

 (1)湿粉体法

     湿粉体法是指在水或其他有机溶剂中添加粉末状的树脂配制成均一的悬浮液,在制备过程中,通过改变纤维的运动轨迹,使得纤维能更好均匀地和树脂接触,树脂能有效地在纤维束内部分散,最后经过不同的程序进行干燥、除去溶剂和熔融成型。目前,这种预浸料的制备方法在BASF等大公司中获得较多的应用:PEK, PEKEK, PEEKK, PES等树脂。

 (2)干粉体法

      干粉体法是利用树脂和纤维之间的静电相互吸附,让基体树脂粉末能够更好地附着在纤维表面,在高温处理下,熔融的树脂能够进一步在纤维束中进行渗透和牵引。有报道采用该工艺可制得LDPE, PPS, PEEK, PAl, PA, PBT等。

2交叉叠层浸渍法

  (1)粉末一纤维织物叠层工艺

      在模具内,将适量的PPS树脂粉末与纤维布交替铺设,在温度为3180C,压力3MPa条件下,让熔融态的聚苯硫醚树脂渗透增强纤维,更好地浸润纤维,得到良好浸渍效果的预浸料。但由于在纤维布中纤维排布紧密,熔融粘度高的树脂基体很难渗入纤维间的微小间隙,所以这种方法虽操作很简便,但对高粘度树脂而言,其浸渍效果是非常有限的。

 (2)薄膜叠层工艺

      将纤维毡或纤维织物与聚苯硫醚PPS薄膜交替层叠铺放,经过加热装置,使用压机或滚压得到片状预浸料。但是,由于热塑性树脂的勃度偏高,成型过程需要高的压力和成型时间才能保证浸渍效果,而这些将对树脂、纤维造成损伤;LeeSpringer等通过实验论证大概需要几个小时才能实现纤维和树脂的良好润湿,不宜成型复杂部件。

3熔融浸渍法

       上世纪80年代初,英国Cogswell采用熔体包覆浸渍技术成功制备了单向连续CF/PEEK热塑性复合材料。采用螺杆挤出机输送熔融的树脂和提供浸渍动力,提高熔体对纤维的包覆和渗透程度,解决了树脂流动性差和浸渍困难的瓶颈;在后续加热烘道内加入分散辊、压力辊等装置,可进一步提高浸渍效果。这种方法的生产效率高,且无环境污染,还能较好的控制纤维含量,是一种具有广泛应用价值的浸渍技术。咸贵军在自行设计包覆浸渍装置的基础上,采用熔融浸渍技术制备出长纤维(碳纤、玻纤)增强热塑性性树脂预浸料一。

4混纤纱技术

       按照一定的实际含量需要,将两种单丝进行均匀的混合成一束或者多束纤维;经过后续的高温处理后,熔融的基体树脂能较好地包覆在纤维表面,制备出优质的预浸料。该项工艺的最先实现者就是法国Saint-Gobain公司,而该工艺的最成熟的商品就包括高纤维含量且性能突出的丁wintex(PP)。国内对混纤纱技术也有较为深入的研究和应用,泰山玻璃纤维股份有限公司开发了LFT专用的无碱玻纤纱,能制备出具有高应用价值的复合材料制品,打破了国外的技术对中国市场的垄断。在混纤纱的研制过程中,Alagirusamy R.等对GF/PET,  GF/Nylon,和GF/PP混纤纱体系中,研究了预浸料的结构和浸渍效果在不同组分比例和成型工艺条件下的变化情况。