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《熱塑性聚芳醚酮類樹脂基復合材料的制備及連接技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學博士學位論文秦明摘要熱塑性聚芳醚酮類樹脂基復合材料的制各及連接技術(shù)研究摘要本論文的工作主要分為兩部分，第一部分為新型熱塑性聚芳醚酮類樹脂基復合材料制備技術(shù)的探索研究，第二部分為熱塑性樹脂復合材料的熔融連接技術(shù)研究，主要包括加熱體植入電阻焊和新穎的非植入自電阻焊接技術(shù)研究。在第一部分工作中，首先探索了環(huán)狀聚芳醚酮開環(huán)聚合制備熱塑性復合材料的方法。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)狀聚芳醚酮齊聚物熔融溫度低，熔體粘度小，具有良好的流動性，十分有利于充模成型及浸漬增強纖維。以K2C03為催化劑時，需要在較高的溫度下才能使開環(huán)聚合反應進行完全，K2C03無毒
2、性且工藝性良好，但催化效能較低。根據(jù)環(huán)狀齊聚物的流變特性及開環(huán)反應條件，確定成型工藝，采用環(huán)狀齊聚物／催化劑預混法以及增強纖維，催化劑預浸漬法兩種工藝，分別制備了熱塑性復合材料。分析結(jié)果表明，催化劑投加方式對復合材料的力學性能產(chǎn)生明顯影響，采用增強纖維，催化劑預浸漬法得到的復合材料具有更高的模量和層間強度。實驗結(jié)果說明，開環(huán)聚合法制備熱塑性復合材料是可行的，但距離實際應用還有相當多的工作需要深入，如探索催化能力更高且價廉低毒的催化劑體系，成本更低、更易合成的環(huán)狀齊聚物等。其次，研究了可控交聯(lián)型聚芳醚酮樹脂基復合材料的熱塑成型、交聯(lián)使用
3、的方法?？煽亟宦?lián)型聚芳醚酮(CCPAEK)具有良好的溶解性，可以采用溶液法制各預浸料。流變學研究發(fā)現(xiàn)，在340℃附近CCPAEK的流動性迅速增加，因此在較低溫度下制備了熱塑性復合材料，成型工藝性良好。CCPAEK可熱交聯(lián)，但副反應比較復雜。實驗結(jié)果表明，380℃下對CCPAEK／CF熱塑性復合材料進行熱交聯(lián)處理后，材料的性能降低。DMTA及DSC分析表明，CCPAEK／CF熱塑性復合材料經(jīng)過一定劑量電子束輻照處理后，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小幅增加，同時力學性能也得到一定程度的提高。電子束輻照對復合材料界面結(jié)構(gòu)及性能的影響并不顯著，輻照前后材料
4、的層間剪切強度基本不變。SEM分析說明，樹脂基體對增強纖維的浸漬良好，輻照交聯(lián)未對界面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的影響。第三，研究了熱塑性共混樹脂基復合材料的制備方法。采用濕法纏繞技術(shù)制各了共混樹脂基熱塑性預浸料，具有良好的鋪覆工藝性。預浸料制備過程中使用具有獨特層狀結(jié)構(gòu)的納米粘土作為調(diào)節(jié)劑，調(diào)整共混組分的比例，使工藝過程和預浸料性能保持穩(wěn)定。浙江大學博士學位論文秦明預浸料纖維體分隨納米粘土調(diào)節(jié)劑用量的增加而降低。納米粘土調(diào)節(jié)劑用量的變化對預浸料樹脂基體中PEEK相對含量的影響較小，納米粘土的調(diào)節(jié)作用機理有待進一步深入研究。共混樹脂基復合材料的力學
5、性能接近或超過純PEEK樹脂基熱塑性復合材料，且玻璃化溫度均有較明顯的增加。采用共混樹脂基預浸料結(jié)合簡單的輔助加熱工具就可以得到較復雜的制件形狀，預浸料本身良好的預浸漬狀態(tài)更為復雜制件的模壓成型提供便利，具有良好的工藝性。在第二部分工作中，首先研究了碳纖維增強熟塑性預浸料(帶)作為植入加熱體的熱塑性復合材料的植入電阻焊技術(shù)。制備了一維及二維碳纖維(織物)增強的熱塑性加熱帶。考察了焊接試樣搭接剪切強度與焊接時間的關(guān)系，實驗結(jié)果說明，3085／PEK-C熱塑性加熱帶導電均勻性很好，且單層加熱能力加高，可以滿足焊接過程對溫度的需要。研究發(fā)現(xiàn)
6、，單向碳纖維增強加熱帶與剪切受力方向的夾角對焊接接頭剪切力學性能的影響較大，搭接剪切強度隨角度增加而減小，且在90。時性能最差。剪切破壞往往發(fā)生在加熱帶中間層內(nèi)，其主要原因在于所制各的加熱帶內(nèi)部纖維與樹脂基體的相互浸潤及作用力較差。加熱帶本身強度較低，因此成為焊接結(jié)構(gòu)中的弱點。提出了碳纖維增強熱塑性復合材料自電阻焊接的概念及技術(shù)方法，對碳纖維增強先進熱塑性復合材料的導電性能的研究發(fā)現(xiàn)，碳纖維問的搭接接觸電阻在復合材料層板橫向電阻中占主要地位。單向復合材料層板中碳纖維的屈曲和單位面積上的搭接點數(shù)目與復合材料成型方法和纖維體分密切相關(guān)，也
7、決定了復合材料橫向?qū)щ娦阅堋Ｏ冗M復合材料的自電阻焊接技術(shù)具有焊接工作面內(nèi)焊接功率最大化的獨特優(yōu)點，可以在保證焊接面內(nèi)足夠焊接溫度的同時，大大降低母材本體的發(fā)熱，使焊接溫度分布更加合理。焊接面內(nèi)電流通量對焊接強度和母材變形量產(chǎn)生重要影響，電流通量增加，焊接溫度迅速升高，母材變形量隨之增加。焊接強度隨電流通量增加出現(xiàn)極大值，說明過大的母材變形會導致明顯的應力集中，從而影響力學性能。主題詞：熱塑性樹脂基復合材料，開環(huán)聚合，電子束輻照，共混樹脂基復合材料，電阻焊接浙江大學博士學位論文秦明摘要StudyonPolyArylEtherKetone
8、MatrixThermoplasticComposites：ProcessingandFusionBondingTechnologiesAbstractThisdissertationiscomposedoftwopar
