高韧性高刚性玻璃纤维增强聚碳酸酯的研究.pdf

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1、塑料工业第43卷第11期CHINAPLASTICSINDUSTRY2015年11月高韧性高刚性玻璃纤维增强聚碳酸酯的研究董相茂，刘贤文，李明昆，岑茵，佟伟，孙东海(金发科技股份有限公司产品研发中心，塑料改性与加工国家工程实验室，广东广州510520)摘要：用双螺杆挤出机直接熔融共混制备了聚碳酸酯(PC)／玻璃纤维(GF)复合材料，其中添加了少量的表面功能化的石墨烯(FGS)。考察了GF添加量对共混体系力学性能的影响，并利用扫描电子显微镜详细分析了复合材料的微观形貌。结果表明，添加少量的FGS后，复合材料的强度、刚性得到提高的同时，其韧性不会急剧下降；与之对比，当体系中没有添加FGS时，虽

2、然强度、刚性等力学性能随着GF的添加明显提高，但是材料的韧性大大降低，限制了GF增强PC的使用范围。关键词：聚碳酸酯；石墨烯；玻璃纤维；韧性；刚性DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2015．11．034中图分类号：TQ327．1文献标识码：A文章编号：1005—5770(2015)11—0138—04DevelopmentofGlassFiberReinforedPOlycarbOnateCompositewithHighRigidityandHighToughnessDONGXiang-mao，LIUXian—wen，LIMing-kun，CENYin，TONG

3、Wei，SUNDong—hai(ResearchandDevelopmentCenter，NationalEngineeringLaboratoryforPlasticModificationandProcessing，KingfaScienceandTechnologyCo．，Ltd．，Guangzhou510520，China)Abstract：Inthispaper，polycarbonate(PC)／glasssfiber(GF)compositeswithaverysmallamountoffunctionalgraphenesheetswereprepareddirectly

4、bymeltblendinginatwin—screwextruder．Theglassfiberdosageonthemechanicalbehaviorsoftheblendingsystem，themicrostructureofthecompositewasstudiedindetailbyscanningelectronmicroscope．TheresultshowsthatafteraddingasmallamountofFGS，thestrengthandrigidityofglassfiberreinforcedPCareimproved，thetoughnessoft

5、hecompositedonotdecreasesharplyatthesametime．Bycontrast，whenthereisnoFGSinthissystem，thestrengthandrigityofthecompositerisesharplywiththeadditionofGF．However，thetoughnessofthiscompositedecreasesalot，whichlimitsitsapplicationscope．Keywords：Polycarbonate；Graphene；GlasssFiber；Rigidity；Toughness聚碳酸酯(

6、PC)是分子链中含有碳酸酯基化合工程领域中被广泛应用。目前该领域主要的工作方向物的总称，通常可以根据其基团的不同分为脂肪族是浸润剂和黏结剂的开发，通过提高GF与被增强基型、脂肪族一芳香族型、芳香族型等，且以双酚A型材PC的偶联作用，最大限度地发挥GF的增强作用，PC为主。PC的熔融温度为280—310oC，热分解温体现复合材料的耦合效应_2J。将GF表面进行处理，度大于400，透明性和冲击性能非常优异。目前广然后加入到Pc基体树脂中，复合材料的拉伸强度、泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、弯曲强度有明显的提高，但一般情况下其冲击性能则运动器材、医疗保健等领域。随着PC改性研究的

7、不急剧下降，该问题成为制约GF增强Pc材料进一步断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、等高科技发展的瓶颈。领域。Pc的改性途径主要有：与其他聚合物共混、石墨烯是单原子厚度sp原子二维片层材料，被用无机材料改性等。而玻璃纤维(GF)短切原丝增誉为“世界上最薄的材料”，并有着巨大的潜在应强Pc是目前比较普遍使用的方法¨J。经GF增强后，用。在制备聚合物／石墨烯复合材料时，石墨烯的材料的耐热性、力学性能、尺寸稳定性能等得到了很良好分散性及