改性聚苯乙烯-UHMWPE纖維復(fù)合材料電性能研究.pdf

1、低介電復(fù)合材料憑借優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)和耐腐蝕性能，以及材料可設(shè)計、低制造成本等特性，廣泛用來制造信息設(shè)備與系統(tǒng)的防護(hù)構(gòu)件，降低現(xiàn)代電子設(shè)備與儀器中電磁波信號的傳輸損耗。這類構(gòu)件大多由玻璃纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料或其夾層結(jié)構(gòu)組成，雖然電氣性能較好，但重量較大、制造成本較高，且構(gòu)件在受到外力破外時可能對周圍環(huán)境造成破壞。為彌補(bǔ)這類構(gòu)件的不足，人們對低介電柔性復(fù)合材料進(jìn)行了關(guān)注。
　　本文以過氧化苯甲酰（BPO）為引發(fā)劑、二乙烯基苯（DV

2、B）為交聯(lián)劑制備了乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）改性苯乙烯（M-St）樹脂，通過真空輔助成型工藝（VARI）制備了改性聚苯乙烯（M-PS）/超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維低介電柔性復(fù)合材料。利用網(wǎng)絡(luò)分析儀、動態(tài)熱機(jī)械分析儀等現(xiàn)代實(shí)驗手段，研究了改性聚苯乙烯組成、成型工藝制度、老化方式等對復(fù)合材料介電性能、力學(xué)性能的影響，得到如下研究結(jié)果：
　　通過正交試驗對EVA:St比例、DVB用量、成型溫度、成型時間進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定M-

3、PS/UHMWPE纖維復(fù)合材料的最佳固化制度為80℃/2h+90℃/3h。實(shí)驗所有配方下的復(fù)合材料的表面孔隙率不高于0.80％。實(shí)驗水溫為60℃的情況下，隨著時間的增加，復(fù)合材料吸水率逐漸增加，2周后達(dá)到飽和狀態(tài)，飽和狀態(tài)下的最大吸水率為2.28%。
　　在8.20～12.4GHz頻率范圍內(nèi)，復(fù)合材料的介電常數(shù)在2.27～2.50之間，介電損耗在0.001～0.025之間。老化對柔性復(fù)合材料的介電常數(shù)影響較小，老化后復(fù)合材料的介電

4、常數(shù)為2.23～2.46。老化對復(fù)合材料的介電損耗影響呈小幅度增大，老化后介電損耗在0.001～0.045之間。
　　動態(tài)力學(xué)性能研究表明，復(fù)合材料的主轉(zhuǎn)變、次級轉(zhuǎn)變與改性苯乙烯樹脂配方有一定關(guān)系，α、γ轉(zhuǎn)變的鏈段活化能基本上相等；β轉(zhuǎn)變鏈段活化能呈現(xiàn)整體增大趨勢。復(fù)合材料樹脂配方EVA：St比例為35:65，交聯(lián)劑用量在2%～10%時，隨著DVB的用量增大，γ轉(zhuǎn)變鏈段活化能基本不變。隨著DVB的用量增大，α轉(zhuǎn)變鏈段活化能有小幅度