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连续纤维增强 PPS 热塑性复合材料研究和应用现状

发布时间:2019/6/25 16:18:13阅读人次:1334

聚苯硫醚 是最新的高温热塑性工程塑料之一,它是一种很有意义和多用途的高聚物并被描述为是“热固性的热塑性塑料”。聚苯硫醚(聚苯硫醚)是一种半结晶的热塑性塑料,其熔点大约为 280 摄氏度,它具备很多优良的特点:加工性能优良,阻燃性能良好,耐高温和耐腐蚀,以及其力学性能十分的优异,且尺寸稳定性良好。拉挤成型,模压成型,注射成型等方法都可以对其加工成型。聚苯硫醚 是六大工程塑料之一,它在塑料行业中的位置与作用可想而知。

    聚苯硫醚 基体的分子结构如图,由图可以看出,其主链主要由苯环和 S 原子彼此交替组成。其是一种白色物质,密度在1.35g/cm3左右,要想使它分解,温度则必须高于 400 摄氏度。

在国内对 聚苯硫醚 的研究近年来也是颇为火爆。章明秋等利用内耗测试手段,研究以 聚苯硫醚 树脂悬浮浸渍纤维布工艺制备热塑性复合材料,考察碳纤维、玻璃纤维的加入对基体树脂的 Tg 的影响。结果发现界面效应对基体树脂的 Tg 温度等主要转变特征量具有显著影响;姜世峰等采用纤维表面处理以及添加填充颗粒的形式,通过层叠交叉铺设 聚苯硫醚 树脂和碳纤维布制备了复合材料制品,并对其性能进行研究;张随山等采用注塑成型工艺制备了GF/聚苯硫醚 热塑性复合材料,研究了增强基体比例的变化和高温作用后对纤维增强复合材料力学性能的影响,分别考察了在不同温度下材料制品的综合强度的变化情况。王玉琦釆用粉末-织物叠层工艺制备 GF 织物增强 聚苯硫醚 复合制品,实验结果表明预热压、高热压温度、适当的恒温时间及快速冷却后热处理可获得性能优异的 GF/聚苯硫醚 复合材料层板。

国外有关 聚苯硫醚 的研究也有很多:Yusuke ChibaMasaru Ishikawa等非常关注长短纤维对 聚苯硫醚 复合材料体系的影响。Lakhdar Taleb22]等研究了碳纤维织物增强 聚苯硫醚 复合层压板的温度适应性情况。Lin Ye Zuo-Rong Chen等人对 CF/聚苯硫醚热塑性复合材料结构的热分解和二次粘结进行了分析研究。MohammedNaffakh等通过焰融混合和热压成型的工艺制备了无机颗粒二硫化物/CF/聚苯硫醚复合材料层压板材,并对体系的热稳定性、力学性能和耐摩擦性能的影响进行了研究。T.P.Murtha等人研究了GF/聚苯硫醚 复合材料的性能受外界因素的影响规律。

Jingyao CaoLeishan Chen等人研究了热循环温度对 CF/聚苯硫醚 复合材料的热膨胀系数。 聚苯硫醚基纤维增强复合材料现已广泛应用于航空航天领域,美国 Tencate 公司基于织物热压成型方法生产了碳纤维(CF)增强聚苯硫醚(聚苯硫醚)基复合材料,采用德国 Ticona 公司 Fortron 牌号的 聚苯硫醚 树脂、Tencate 公司的 CF/聚苯硫醚 预浸料和荷兰 KVE 复合材料集团开发的超声波感应焊接技术等。该材料用于空客 A340A380飞机的机翼主缘、A340 飞机副翼结构、Fokker50 飞机起落架门应力肋和桁、G650 商务机尾翼、方向舵和升降舵等部件(如图 1-4),荣获了2010JEC 复合材料展览会航空航天创新奖。

PEEKPEKK 性能比 聚苯硫醚 要好,但是其价格昂贵现在产能不足,PI 价格相对较低但是性能比 聚苯硫醚 弱化很多,综合考虑复合材料的性能及其价格,聚苯硫醚 的性价比最高,应用前景也最为广阔。