短切玻纤增强杂萘联苯聚醚砜共混树脂基复合材料的力学.pdf

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1、第25卷第7期高分子材料科学与工程Vo1．25．No．72009年7月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJu1．2009短切玻纤增强杂萘联苯聚醚砜共混树脂基复合材料的力学性能顾铁生，廖功雄一，王锦艳，一，徐亚娟，蹇锡高，2(1．大连理工大学高分子材料系；2．辽宁省高性能树脂工程技术中心，辽宁大连116012)摘要：在考察并优化不同基体树脂配方情况下，采用熔融混合的方式制备了不同含量的短切玻璃纤维增强二氮杂萘联苯聚芳醚~(PPBES)／聚醚醚酮(PEEI()复合材料。并对复合材

2、料不同温度下的力学性能进行了研究。玻璃纤维增强后，体系的拉伸强度大幅提高，其中30％玻璃纤维增强复合材料在150℃的拉伸强度稳定在91MPa，具有优异的高温力学性能。扫描电子显微镜(sEM)照片表明复合材料中玻璃纤维和基体有较强的相互作用。关键词：聚芳醚砜；聚醚醚酮；玻璃纤维；复合材料；力学性能中图分类号：O631．21文献标识码：A文章编号：1000．7555(2009)07—0094—03高性能热塑性树脂基复合材料具有良好的韧性和1．2共混物制备抗湿热性能，成型方法多、工艺简单、可多次加工⋯1，将PPBES粉料

3、和PEEK粒料在烘箱中150℃烘克服了热固性树脂基复合材料韧性差的缺点，在汽车干4h。烘干后，PPBES粉料和PEEK粒料以不同比工业、航空航天等领域越来越受到重视。对于运行在例在高速混合器中初混，再加入同向双螺杆挤出机进高温环境中的零部件，材料不但应具有优异的力学性行熔融共混挤出，造粒。然后对共混物进行玻纤增强能还应具有优异的耐高温性能，因此开发优异高温力熔融共混挤出，造粒。记录挤出过程中稳定的电流与学性能的复合材料具有重要的意义。。口模压力。挤出粒料注射成型，备用测试。含二氮杂萘酮联苯结构的共聚醚砜(PPBES

4、)l1J是1．3力学性能测试一类具有优异耐热性能的新型高性能热塑性树脂，其注塑样条放置24h后，在MTSNew810电液伺服玻璃化温度在250℃-300℃之间，熔体黏度较高，纤万能试验机(美国MTS公司)上参照GB／r1447—维增强复合材料的熔体黏度更大，较难进行挤出和注2005进行拉伸性能(室温和150℃)测试。塑成型，而采用与流动性能好的聚合物共混可有效降1．4扫描电镜(SEM)分析低该类树脂的熔融性能．3J。为此，本文首先采用与注塑样条拉伸脆断后，断面喷金处理，在KYKY综合性能优异且熔体流动性好的聚醚醚酮

5、(PEEK)共2800B(中国科学院仪器厂)扫描电镜(SEM)上观察。?昆来改善PPBES的熔融加工性，并进而研究其短切玻2结果与讨论璃纤维增强复合材料在室温和150℃的力学性能。2．1PEEK含量对共混物加工流动性的影响1实验部分熔体黏度(叩)及挤出压力(p)与通过模121的挤出1．1主要原料速率(Q)有如下关系(引。PPBES粉料：特性黏度0．46dL／g(25℃，氯仿溶QKxpitI(1)液)，大连宝力摩新材料有限公司；PEEK粒料：式中：K——模腔对流体的作用常数；——融体挤出Victrex450，英国IC

6、I公司；玻璃纤维(GF)：中材科技时出口压力；——熔体黏度。熔融共混挤出时，螺杆股份有限公司HS4，2400tex。转速和加料速度一定，挤出速率(Q)应为常数，因此机收稿日期：2009-03．1l基金项目：国家863计划(2003AA．33g030)通讯联系人：蹇锡高，主要从事高性能树脂合成及应用研究，E-mail：jian4616@d1．t2n第7期顾铁生等：短切玻纤增强杂萘联苯聚醚砜共混树脂基复合材料的力学性能头压力(P)与熔体黏度(77)呈正比关系，通过检测机头关键的作用。本文借助扫描电镜(SEM)对玻璃纤维

7、压力大小可间接得出聚合物熔融流变性能。共混物熔增强PPBES／PEEK树脂基复合材料的拉伸断面进行体黏度与螺杆扭矩大小有直接的关系，共混物熔体黏了观察和分析。Fig．2为GF／PPBES／PEEK复合材料度增大，需要的剪切作用力增大，需要消耗更多的功，挤出注塑试样的拉伸样条的断口形貌。从图中可以看随之螺杆的扭矩增大，挤出机的电流随之变大。出，纤维均匀地分布在树脂基体中，在基体流动方向也Tab．1列出了PPBIEEK共混物挤出稳定后有很好的排序。Fig．2a和Fig．2b显示了不同的纤维的电流与口模压力。实验数据表明

8、，少量的PEEK加含量对复合材料基体和纤维的界面粘附的影响。30％入后可有效降低(如3O％质量分数)挤出机电流与口纤维增强材料的基体与纤维表面结合要好于20％纤模压力，即有效降低了共混物熔体黏度。可能的原因维增强材料，所以适当的基体黏度有利于共混基体对是共混物熔体形成“软包硬”的结构，少量的PEEK亦玻纤的浸润，能提高基体与纤维表面结合力，使玻纤的可包裹PP