ppstlcp复合材料结晶和性能研究

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1、摘要PPS／TLCP复合材料结晶行为和性能研究材料加工专业研究生张冠星指导教师杨杰教授聚苯硫醚(PPS)作为第六大特种工程塑料，具有优良的热稳定性、良好的电绝缘性、耐腐蚀性和自阻燃性，广泛应用于汽车、电子电器和航空航天等各个领域，市场需求量剧增。但由于PPS的分子链是苯环经对位硫原子链接起来的刚性结构，结晶速率较慢，脆性较大，后处理退火时间较长，限制了其应用范围的进一步扩大并间接提高了PPS的加工成本。因此如何在保证不影响材料热性能和强度的同时，显著改善其结晶行为，提高PPS材料冲击韧性的方法将成为PPS改性研究领域努力追求的目标，并对实际生产和应用有着重要的指导意义。本论文采

2、用熔融共混法制备了两种不同热致性液晶聚合物(TLCP)填充改性PPS复合材料，通过示差扫描量热法(DSC)分析了PPS厂rLCP复合材料的非等温结晶动力学机理，以及不同类型TLCP对材料结晶性能的影响，采用偏光显微镜(PLM)和X射线衍射(XRD)观测了复合材料中球晶的大小，利用扫描电镜(SEM)观测了PPS厂rLCP复合材料中TLCP的成纤和取向，并考察了复合材料的力学性能。在此基础上，进一步研究了PPS厂rLCP，GF复合材料的非等温结晶动力学机理，以及不同TLCP对PPS／GF材料中结晶性能、球晶大小和基体与玻纤(GF)界面结合等方面的影响，并考察了复合材料的力学性能。本

3、论文得到的主要研究结果为：通过DSC分析，在PPS厂rLCP体系中，加入少量W．TLCP或S．TLCP，可以显著提高PPS的最大结晶温度和结晶速率；PPSNV-TLCP体系结晶速率比纯样提高了3倍左右，而PPS／S—TLCP体系结晶速率比纯样提高了4—5倍；冷却速率对PPSAN．TLCP体系的结晶度影响较小，而对PPS／S-TLCP体系的结晶度影响较大。PPS／TLCP体系的PLM测试表明：W-TLCP主要起成核剂的作用，而S—TLCP起促进晶核增长的作用。从PPSFFLCP体系的SEM和力学性能研究发现：加入2wt％的W-TLCP，可以细化PPS微晶尺寸，同时提高PPS的拉伸

4、和冲击强度。利用DSC非等温动力学研究PPS／TLCP／GF混杂体系的结晶过程发现：TLCP含量对PPS／TLCP／GF混杂体系结晶过程和结晶度影响很大。加入TLCP后，PPS／GF体系的结晶潜伏期增大。随着W-TLCP含量的增加，体系的结晶潜伏期有所减少；而随着S-TLCP含量的增加，潜伏期略微增加。当TLCP的含量为2wt％时，结晶度较低；而当TLCP的含量达到8wt％时，混杂体系结晶度高达75％以上。对PPS／TLCP／GF混杂体系的SEM测试发现：W-TLCP使PPS基体与GF问发生界面分离，将极大降低PPS／GF材料的力学性能；而S—TLCP能促进PPS基体与GF间界

5、面粘附，对材料的力学性能有所改善和增强。要得到力学性能优异的原位混杂复合材料，关键不仅在于TLCP微纤在材料体系中的形成，更重要的是加入TLCP后，基体与纤维之间的界面结合情况。关键词：PPSGFTLCP结晶混杂复合材料ABSTRACTStudyoncrystallizationbehaviorandpropertiesofpoly(p—phenylenesulfide)inblendswiththermotropicliquidcrystallinepolyesterMDCandidate：ZhangGuanXingSupervisor：Prof．YangJie(Colleg

6、eofPolymerScienceandEngineedng，SichuanUniversityChengdu610065，P．R．China)Asthesixthhighperformanceplastics，phenylenesulfide(PPS)hasbeenwidelyusedinauto，electronicsindustryandmilitaryfield，duetoitsgoodcombinationofpropertiessuchashighthermalstabilityandelectricalinsulatingability，corrosionresi

7、stanceandselfexcellentflameretardance，whichthedemandofmarketisenlarged，ButbecausethemoleculechainofPPSisdgiditystructurewhichislinkedwithbenzenedngandcontrapositionSUIfuratom，ithasdeadlyshortcomingsofquitelowcrystallinerate、impactstrengthandlongann