稀土和碳纖維改性聚苯硫醚

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資源描述:

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1、聚苯硫醚參考文獻(xiàn)*稀土納米母粒改性聚苯硫醚復(fù)合材料的研究*聚苯硫醚/四氧化三鐵復(fù)合材料的力學(xué)和磁性能*增韌PPS/PA46合金的性能與微觀結(jié)構(gòu)研究*碳纖維織物增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料的制備及性能*長纖維增強(qiáng)聚苯硫醚的研究進(jìn)展*聚苯硫醚的應(yīng)用與市場展望稀土納米母粒改性聚苯硫醚復(fù)合材料的研究摘要采用稀土表面改性劑對納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性并表征;考察了稀土納米母粒含量對聚苯硫醚加工性能和力學(xué)性能的影響。研究了聚苯硫醚/納米母粒/玻纖(GF)復(fù)合材料的力學(xué)性能、電性能及微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:經(jīng)稀土表面改性劑處理制備的稀土納米母粒加入量及復(fù)合材料制備工藝對復(fù)合材料的加

2、工性能和力學(xué)性能有較大的影響;隨著稀土納米母粒含量的增加,復(fù)合材料的力學(xué)性能呈先增加后降低的趨勢,其電絕緣性能也得到一定程度的提高。背景知識無機(jī)填料尤以納米材料獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)及表面效應(yīng)等特性備受關(guān)注。但同時也因粒度小,表面能高,極易團(tuán)聚而在樹脂基體中分散不均勻影響界面結(jié)合強(qiáng)度。納米碳酸鈣的表面改性研究希望通過對納米碳酸鈣的表面改性實(shí)現(xiàn)與樹脂基體的化學(xué)鍵結(jié)合,通常是以氫鍵方式結(jié)合。本文采用稀土表面改性劑對納米碳酸鈣進(jìn)行表面處理,由于稀土元素原子的價電子層結(jié)構(gòu)有許多空軌道,容易接受多種多個配體提供的孤對電子形成配位鍵。配位鍵的鍵能遠(yuǎn)大于范德華力。因此,稀

3、土表面改性劑除具有常規(guī)的偶聯(lián)作用外,還可能在無機(jī)粉體、基材樹脂、阻燃劑和其他添加劑之間形成以稀土元素為中心的多向配位結(jié)合,使得配方組分間的相容性和配伍性得以同步提高,導(dǎo)致復(fù)合材料性能全面提升。原料與儀器原料:聚苯硫醚納米碳酸鈣:粒徑分布40~60nm馬來酸酐接枝SEBS聚乙烯稀土表面改性劑玻璃纖維儀器:高混機(jī)密煉機(jī)雙螺桿擠出機(jī)注塑機(jī)擊穿電壓測試儀高阻計全自動掃描電子顯微鏡傅立葉變換紅外光譜儀(IR)制備工藝1.納米碳酸鈣的稀土表面改性劑處理納米碳酸鈣120烘箱熱處理2h高速混合機(jī)低速攪拌30s,預(yù)分散,加入稀土表面改性劑85℃高速攪拌10min,使納米

4、碳酸鈣充分表面改性,增強(qiáng)納米材料與基體樹脂的親和力。2.稀土改性納米母粒的制備按一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)將經(jīng)稀土表面改性劑處理的納米碳酸鈣與聚乙烯樹脂載體、馬來酸酐接枝SEBS共混、擠出、造粒制備成納米母粒。3.PPS與稀土改性納米母粒的混合將稀土改性納米母粒分別以5%、10%、20%、30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))與PPS稱量混合后,加人高速混合機(jī)攪拌5min后得到PPS與稀土改性納米母粒的混合物。4.造粒及注塑雙螺桿擠出造粒:熔體溫度290℃,熔體壓力1.3MPa。注塑機(jī)注射成型:注塑溫度280、290、280、251℃,注塑壓力56MPa,模具溫度85℃。結(jié)論1)利用自

5、制稀土表面改性劑改性納米碳酸鈣可形成牢固的化學(xué)鍵,再與聚乙烯樹脂載體、馬來酸酐接枝SEBS共混制備納米母粒粒徑均勻分布主要在300~500nm.無團(tuán)聚現(xiàn)象。2)稀土改性納米母粒有效改善了PPS的加工性能和力學(xué)性能。3)稀土改性納米母粒的含量對復(fù)合材料的力學(xué)性能影響很大,且隨納米母粒含量的增加復(fù)合材料的力學(xué)性能成先增加后降低的趨勢。4)從力學(xué)性能來看,PPS/納米母粒復(fù)合材料中引入玻纖,材料的力學(xué)性能將得到一定程度的提高,且電絕緣性能也有所提高,可進(jìn)一步擴(kuò)大PPS復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。碳纖維織物增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料的制備及性能摘要采用薄膜疊壓法制備碳纖維織

6、物增強(qiáng)聚苯硫醚(CFF/PPS)復(fù)合材料層壓板,研究了熱壓溫度,熱壓壓力和熱壓時間對復(fù)合材料層壓板力學(xué)性能的影響,確定了制備CFF/PPS復(fù)合材料的理想工藝參數(shù).背景知識連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料與熱固性樹脂基復(fù)合材料相比:①較好的耐濕熱性;②制件可重復(fù)加工、回收利用;③可快速成型且成型方法多樣;④預(yù)浸料可長期保存。然而,由于熱塑性樹脂基體的加工溫度高、黏度大,給生產(chǎn)帶來不便。本研究通過薄膜疊壓法制備了CFF/PPS復(fù)合材料預(yù)浸料,然后將多層預(yù)浸料熱壓成型,制作出性能優(yōu)異的CFF/PPS復(fù)合材料層壓板。結(jié)論(1)通過優(yōu)化工藝參數(shù),制備了性能優(yōu)異的

7、碳纖維織物增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料層壓板,可見用薄膜疊壓法制備CFF/PPS復(fù)合材料層壓板是完全可行的。確定了理想的加工窗口為熱壓溫度320~330℃,熱壓壓力0.15~0.2MPa,熱壓時間8~10min。(2)隨著熱壓溫度的升高,材料的性能呈上升趨勢,但超過320℃后這種趨勢減緩,溫度繼續(xù)升高PPS將迅速交聯(lián)影響材料性能。但不同交聯(lián)程度對拉伸性能和彎曲、層間剪切性能的影響不盡相同。長纖維增強(qiáng)聚苯硫醚的研究進(jìn)展背景知識雖然聚苯硫醚具有眾多優(yōu)點(diǎn),但未增強(qiáng)改性的聚苯硫醚樹脂的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度僅屬中等水平,而且聚苯硫醚主鏈上含有大量苯環(huán),材料的伸長率和沖擊強(qiáng)

8、度也較低。由于聚苯硫醚主鏈上硫原子含有孤對電子,使得聚苯硫醚與玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維等纖維

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