玻璃纤维布增强EPPPO复合材料性能及应用

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1、万方数据工程塑料应用2008年，第36卷，第6期玻璃纤维布增强EP／PPO复合材料性能及应用木田勇王秀芳杨卓如(广东药学院药科学院，广州510006)(华南理工大学化工与能源学院。广州510640)摘要利用材料试验机、扫描电镜、高频微波仪及差示扫描量热仪研究了玻璃纤维布增强环氧树脂(El')／聚苯醚(PPO)复合材料的弯曲性能、相态、介电性能和耐热性。结果表明，树脂含量对EP／PPO复合材料的弯曲强度和介电性能影响很大，在树脂质量分数约为40％时，复合材料的弯曲强度最大；当树脂质量分数大于30％时，介电常数的理论预测值与实验结果基本符合；硅烷偶联荆KH一5

2、50处理玻璃纤维布制得复合材料的弯曲性能较优；玻璃纤维布增强EP／PPO复合材料的热性能比纯EP／PPO树脂的热稳定性好。关键词聚苯醚环氧树脂复合材料玻璃纤维布性能应用环氧树脂(EP)／聚苯醚(PPO)体系是一类高性能的热固性／热塑性树脂混合物¨。4J，利用PPO改性EP体系可为高性能的覆铜板提供较为理想的树脂基体，且可采用与EP覆铜板相同的生产装置及相似的生产工艺，但是有关玻璃纤维布增强EP／PPO复合材料的力学性能、介电性能、界面性能及耐热性的报道较少"J。笔者利用万能材料试验机、高频微波测试仪、扫描电镜及差式扫描量热(DSC)仪等仪器研究了树脂含量对

3、玻璃布增强EP／PPO复合材料弯曲性能和介电性能的影响及其复合材料的界面性能和耐热性，为制备高性能EP／PPO覆铜板提供理论基础和实验依据。1实验部分1．1原料EP：双酚A酚醛型，岳阳石化总厂；PPO：美国GE公司；二氨基二苯砜(DDS)：化学纯，上海医药化学试剂公司：‘四氢呋喃：分析纯，广州化学试剂厂；E．玻璃纤维布和电解铜箔：东莞生益科技股份有限公司；硅烷偶联剂：KH一550、A一172，南京曙光化工厂。1．2仪器和设备万能材料试验机：1186型，美国Instron公司；发射扫描电子显微镜(SEM)：1530VP型，德国LEO公司：高频微波测试仪：HP

4、8719D，美国惠普公司；DSC仪：STA449型，德国Netzsch公司。1．3试样制备将EP／PPO质量比=80：20的混合物及固化剂DDS溶解在四氢呋喃中，用硅烷偶联剂处理过的E．玻璃纤维布浸渍上述胶液，然后在烘箱中加热到150℃干燥15min，得到半固化片。在半固化片的上下两面均放一张同样大小的电解铜箔，进行热压成型，得到EP／PPO覆铜板，热压工艺为：150。C+1900C／0．5h／lMPa+2400C／2．5h／5MPa。将覆铜板除去铜箔后裁切成标准试样。1．4性能测试弯曲强度按GB4722—1992测试，加载速度为10mm／min；将试样断

5、裂表面喷金后，采用SEM进行观察并拍照；介电常数按GB1408—1978测试，测试频率为1MHz，测试温度25℃，相对湿度70％；准确称量EP／PPO混合物和玻璃纤维布增强EP／PPO复合材料，放置于铝坩埚，用DSC仪测试两种材料的耐热性，N：气氛，加热速率为100C／min。2结果与讨论2．1EP／PP0复合材料的弯曲性能图1为树脂含量对复合材料弯曲强度的影响。从图1可知，过高或过低的树脂含量都会使复合材料的弯曲强度降低。在玻璃纤维布增强EP／PPO树脂复合体系中，当有外界应力的作用时，玻璃纤维布起承载作用，而EP／PPO树脂则主要起粘接纤维、传递应力的

6、作用，基体树脂与纤维的粘接程度越好，应力就能通过纤维与树脂的界面进行均匀的传递并扩散到树脂基体中，从而可避免应力集中，使复合材料的力学性能得到提高。从图1还可以明显地看出，材料的弯曲强度先+广东省自然科学基金资助项目(05006556)收稿日期：2008—03-17万方数据田勇，等：玻璃纤维布增强EP／PPO复合材料性能及应用47墨窆＼魁憩雹{暂．树脂质量分数／％图1树脂含量对复合材料弯曲强度的影响是随着树脂含量的增加而迅速提高，当树脂质量分数达到40％左右时，弯曲强度达到最大值，然后随着树脂含量的继续增加而呈下降趋势。这是因为当树脂含量较低时，玻璃纤维布

7、层之间含有的EP／PPO树脂的量很少，树脂不能很好地浸润、粘接玻璃纤维表面以起到传递载荷的作用。同时，玻璃纤维问的粘接状态不佳，应力不能得到有效的传递，易形成应力集中而使得复合材料的弯曲性能下降。随着树脂含量的增加，玻璃纤维间达到了充分的粘接，此时复合材料的弯曲强度得到提高。当树脂的含量过高时，玻璃纤维的含量相对减少，使得承受载荷的纤维数减少，并且过多的树脂聚集起来，容易在复合材料中形成气泡和缺陷，使得复合材料的弯曲性能下降。因此只有当EP／PPO树脂的含量达到某一范围时才能与玻璃纤维具有良好的粘接性，且可以充分发挥EP／PPO树脂传递载荷的作用。2．2E

8、P／PPO复合材料的介电性能复合材料的介电常数与组成介质的介电常数