聚醚醚酮∕硅灰石∕玻纤三元复合材料的制备及性能研究.pdf

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1、学术主堕圈巡曼型■______■■_____r—————————————————————————————————————————————————————————————————一聚醚醚酮／硅灰石／玻纤三元复合材料的制备及性能研究PreparationandPropertiesofPolyEtherKetoneCompositesReinforcedbyWollastoniteandGlassFiber吉林大学化学学院吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心马刚张淑玲岳喜贵张云鹤王贵宾[摘要】研究制备了硅灰石含量不变、玻璃纤维含量增加和玻璃纤维含量不变、硅灰石含量增加两个体

2、系的三元复合材料。考察了两个体系三元复合材料的力学性能、结晶性能、流变性能以及尺寸稳定性和耐摩擦性能等。玻纤的引入可以更好地增加材料的模量，而硅灰石则对增加强度贡献更大。当硅灰石含量较低而玻纤含量较高时，硅灰石起到了异相成核剂的作用，促进了结晶，其结晶性能甚至高于纯树脂；而当硅灰石含量增加，由于形成了更紧密的堆砌，结晶性能急剧下降。三元复合材料具有非常好的尺寸稳定性和摩擦学特性。关键词：硅灰石聚醚醚酮三元复合材料玻璃纤维摩擦性能lABSTRACTlThetemarycompositesofpolyetherketonereinforcedbywollastonitean

3、dglassfiberareprepared．Themechanicalproperties，crystallization，rheologicalproperties，dimensionalstabilityandtribologi—calpropertiesareinvestigated．Theresultsindicatethatthemodulusofthecompositescouldbeenhancebyglassfiberandthestrengthofthecompositescouldbeimprovedbywollastonite．Thehetero

4、geneousnucleationofthecom—positeswithlowwollastoniteandhighglassfibercouldbepromotedbywollastoniteandthecrystallinityisimproved．Moreover,Becauseoftheformationofclosestacking，thecrystallinityofthecompositesdecreasessharplywhenthecontentofwollastoniteincreasesinthecomposites．Theternarycomp

5、ositeshaveexcellentdimensionalstabilityandtribologicalcharacteristic．Keywords：WollastonitePolyetherketonTernarycompositesGlassfiberTribology聚醚醚酮(PEEK)是一类耐热温度高、化学稳定性好、机械性能优异、耐压性优良的高性能高分子材料【l也l，在航空航天、电子信息、化工、机械和交通运输等领域获得了广泛的应用。同时，随着科技的13益进步，对材料的要求也越来越严苛，除了具有作为结构件的机械性能之外，还往往要求具有抗静电、耐磨擦、导热等性

6、能，有时甚至要求兼具多种功能，在这种情况下，单一的纯树84航空制造技术·2013年第5期脂很难满足13益增多的使用要求，因而对其改性就变得十分必要。硅灰石是一种应用历史较短但储量巨大，应用前景广阔的天然偏硅酸钙矿物。硅灰石的密度为2．8—3．09玑m3；耐温等级高，熔点可达15400C。硅灰石同时具有较高的硬度，其莫氏硬度可达4．5～5，利用这一性质可以提高聚合物复合材料的耐磨擦性能。玻璃纤维是最常用的增强填料之一，能够赋予材料极高的强度、模量以及非常好的尺寸稳定性。但是当玻纤含量较高时，其制品会出现表面粗糙、光泽度和外观比较差等问题。本研究工作将玻纤和硅灰石同时引入P

7、EEK树脂中制备三元复合材料，研究了不同的配方组成对复合材料性能的影响。1试验部分1．1试验原料与试剂主要试验原料如表1所示。表1试验原料中文名称英交名称生声厂裘蜘皤‘Ⅵ'％llaslonite吉林省四平市梨树粒径20“m，硅灰石大顶山硅灰石有限长径比约为(W)公司15：I11¨hElhrrli

8、lItq"k锌。‘i大特塑l：程越细聚醚醚酮KelOlle(I’IiIiKJ研究有限公t司(^，，=12一10min)杭州钱塘江特种玻玻璃纤维GlassFiber(GF)无碱玻纤璃技术有限公司1．2PEEK／W复合材料的制备(1)母料的制备。将硅