聚苯硫醚(PPS)材料拥有许多特殊性能,如良好的加工性能、热稳定性等,但它也存在着脆性大、韧性差的缺点。故常将PPS与玻璃纤维(GF)共混制成复合材料,PPS/GF复合材料既具有PPS优良的绝缘性能和化学稳定性,又结合了GF强度高、耐热性好的特点。该材料可以根据GF用量调节材料的强度与性能,进而应用在合适的工作环境中。但PPS/GF复合材料仍然存在加工不稳定、成本高等缺点,当GF用量较多时,复合材料的冲击强度难以进一步提高。
选择合适的填料,进一步优化材料的力学性能和加工性能,有助于PPS复合材料的大量应用。晶须作为一种单晶纤维材料,其结构完整,内部缺陷少,强度接近于完整晶体材料的理论值,是一种较为常用的复合材料补强剂,可以用于补强PPS/GF复合材料。关于GF增强PPS材料已有很多研究,但对于晶须增强PPS/GF复合材料的研究相对较少。针对这个问题,有研究者通过选用硫酸钙晶须,经熔融共混填充在PPS/GF(60/40)体系中,经过对材料力学性能的对比,选择出效果较优的填充量,并对其增强机理进行研究,制备出了力学强度更高、加工性能更好的PPS复合材料。
结果表明:(1)PPS/GF/晶须复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均随着晶须用量的增加呈现先增加后降低的趋势,负荷变形温度随着晶须用量的增加呈现逐渐降低的趋势,当硫酸钙晶须用量为10 phr时复合材料综合性能较好,此时复合材料的拉伸强度为157 MPa,弯曲强度为273 MPa,无缺口冲击强度为37 kJ/m2,缺口冲击强度为8.5 kJ/m2,负荷变形温度为151℃。
(2)PPS/GF/晶须复合材料的分解温度随着晶须用量的增加逐渐升高,当晶须用量较少时,复合材料的结晶峰移向高温方向,晶须促进PPS分子的结晶。但晶须用量大于20phr时,结晶峰略向低温方向移动,过冷度增大。
(3)采用硅烷偶联剂改性处理,可以提高PPS/GF/晶须复合材料的力学性能,其中硅烷偶联剂KH560的改性处理效果较好。
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