國(guó)產(chǎn)碳纖增強(qiáng)共聚醚砜復(fù)合材料及相容劑研究.pdf

1、連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料（CCFRTP）具有高比強(qiáng)度、高模量、高抗沖、可回收、成型周期短等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、車(chē)輛等領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn)，我國(guó)CCFRTP的制備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)落后。近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)碳纖維在型號(hào)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)上取得了一定的突破，但其應(yīng)用體系不完備，尤其是在高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料領(lǐng)域。含雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)共聚醚砜(PPBES)是本課題組開(kāi)發(fā)的一種高性能熱塑性樹(shù)脂，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和

2、耐高溫性能，且溶于某些有機(jī)溶劑，因此可采用溶液浸漬制備高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料。
　　本文以PPBES樹(shù)脂為基體，以國(guó)產(chǎn)碳纖維HF10(T300，12K)為增強(qiáng)體，通過(guò)溶液浸漬、模壓成型制備了碳纖維增強(qiáng)雜萘聯(lián)苯共聚醚砜(CF/PPBES)復(fù)合材料，通過(guò)超聲C掃描檢測(cè)復(fù)合材料質(zhì)量，測(cè)試不同溫度下力學(xué)性能，分析了制備工藝及材料性能。經(jīng)系統(tǒng)優(yōu)化制備工藝，確定CF/PPBES復(fù)合材料的最佳纖維體積含量為57％，彎曲強(qiáng)度為1620 MPa

3、，彎曲模量為137 GPa，層間剪切強(qiáng)度(ILSS)為73 MPa，該復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。
　　設(shè)計(jì)合成了一種含有雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)和酯基側(cè)基的聚芳醚酮(PPEK-E)，來(lái)作為CF/PPBES復(fù)合材料的相容劑，以期改善成型過(guò)程中熔融樹(shù)脂的流動(dòng)性和復(fù)合材料的界面性能。以4-（3-氯-4-羥基苯基）-2，3-二氮雜萘-1-酮(DHPZ)、酚酞啉(PPL)、4，4'-二氟二苯酮(DFK)為單體，共聚合成了帶羧基側(cè)基的聚芳醚酮(PPE

4、K-P)，以苯酚對(duì)PPEK-P進(jìn)行了酯化得到PPEK-E，并通過(guò)FTIR、1H-NMR確定了共聚物的合成與設(shè)計(jì)一致。共聚物的溶解性、GPC、DSC、TGA測(cè)試表明，PPEK-E相容劑的數(shù)均分子量為16800，玻璃化溫度為264℃，5％熱失重溫度為450℃，且可溶于有機(jī)溶劑，因此PPEK-E在溶解性和耐熱性上可以與PPBES相匹配。流變測(cè)試表明，5％PPEK-E相容劑的加入可使PPBES在350℃熔融粘度降低20％。研究表明，相容劑的添加