長碳纖維增強雜環(huán)聚芳醚復合材料制備與性能.pdf

1、高性能復合材料是以高模量、高強度、耐高溫和輕質等優(yōu)質性能著稱的一類新型材料，并且具有優(yōu)良的結構設計性和優(yōu)化性，主要應用于航空、航天、國防、汽車、建筑、機械制造和電子電器等領域。高性能復合材料樹脂基體通常分為兩大類：熱塑性和熱固性樹脂。熱塑性樹脂基復合材料由于在品種、韌性、成型時間、可回收利用、結構設計性等方面都優(yōu)于熱固性樹脂基復合材料，從而受到越來越多關注。高性能復合材料以碳纖維為主的增強基體形式主要分為：短纖維、長纖維和連續(xù)纖維。短纖

2、維增強樹脂基復合材料在力學承載上有限，連續(xù)纖維增強樹脂基復合材料在成本上過高。在此背景下，本課題采用長纖維增強熱塑性樹脂基復合材料。
　　本文以本課題組自主研發(fā)的含二氮雜萘聯(lián)苯結構的聚芳醚砜酮（PPBESK）樹脂作為基體，長切碳纖維（T700SC-12K，25mm）為增強材料，PPBESK分子主鏈中引進了“扭曲非共平面”的雜萘聯(lián)苯結構的引入，賦予了該聚合物耐高溫（Tg=265℃）、高力學強度，并且可溶解于常見溶劑（氯仿）等獨特的性

3、能，故采用溶液浸潤法，探究了開煉機碾壓法、溶劑沉降法、超聲波振動法和超聲二次浸潤法制備復合材料預浸料對LCF/PPBESK復合材料性能的影響，結果表明超聲波振動法制備預浸料工藝得到的復合材料綜合力學性能最優(yōu)，其最佳的碳纖維含量為45%，并且詳細地探究了成型工藝中不同的因素對復合材料力學性能的影響；從SEM中分析可知超聲波浸潤效果最佳；從DMA、熱膨脹系數(shù)和熱容分析中可知 LCF/PPBESK復合材料具有很高的耐熱性能和良好的隔熱性能。采

4、用超聲波浸潤工藝制備LCF/PPBESK復合材料樣板，考察了測試樣板在干濕態(tài)不同溫度的環(huán)境條件下的力學性能，結果表明材料在150℃綜合力學性能最佳，在干態(tài)時拉伸、彎曲、壓縮強度分別為244MPa、279 MPa、169 MPa；濕態(tài)時拉伸、彎曲、壓縮強度分別為168MPa、227 MPa、98 MPa。相對于常溫下，其他溫度測試條件下的力學性能保持率很高，尤其是在高溫150℃的力學性能已經超過了常溫的力學性能；濕態(tài)下的力學性能相對于干態(tài)