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聚苯硫醚(PPS)作为特种工程塑料的第一大种类,以其优异的高温稳定性、阻燃性、耐化学药品性及良好的力学和电学性能而受到广泛关注。近年来更是成为新材料开发的研究重点。但由于PPS存在脆性大、韧性差的缺点使其应用范围受到一定限制。因此,针对PPS的改性研究主要集中在对其增韧的研究。
最常用的手段是采用玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)对PPS进行改性[1];其次是选择化学结构相似,或者熔点高、玻璃化转变温度(Tg)高的高性能工程塑料与之共混形成合金,这也是改善PPS力学性能、热性能、加工性能等的有效手段,其中制备或选择适当的界面增容剂来加强界面粘结是合金化的关键。
前期的一些研究表明,PPS基体本身的脆性以及PPS/GF薄弱的界面粘结状况是引起PPS复合材料脆性表现的主要原因。对PPS基体进行增韧以及强化界面粘结是提高复合材料韧性的有效途径之一。P.J.Yoon等的研究表明,PPS/聚砜(PSU)的界面张力小,极性差异很小。因此笔者以具有高冲击韧性的PSU作为PPS的增韧改性聚合物,以双酚A型环氧树脂(EP)作为PPS/PSU共混物的界面反应剂,沿用反应性共混挤出思路,通过反应实现相形态控制,达到增韧增强的目的,同时考察了PPS/PSU/EP共混合金的亚微相形态与力学性能的关系。
将PPS、PSU及EP按一定的质量比混合均匀,经双螺杆挤出机进行反应性共混挤出。所用双螺杆的长径比为30,螺杆直径25mm,以150r/min的转速运行。挤出机从料端到机头口模的温度依次为260、290、300、310、310、310、300℃。挤出物料经冷却水槽冷却后由切粒机造粒,分别注射成型为拉伸、弯曲、冲击等各种标准试样。
以EP作为PPS/PSU共混体系的反应性增容剂,可通过引发界面反应,形成微交联结构网络而改善两相间的相容性,使冲击改性剂PSU粒子的粒径更小,在基体中的分散更均匀,从而使共混体系的韧性和强度同时得到提高,并且反应共混体系仍具有热塑性。当EP含量为5%时力学性能最优。该共混反应体系的增韧机理为分散相引发银纹机理。
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