高性能热塑性树脂增韧聚苯硫醚的韧性

研究了高性能热塑性树脂双酚 A 型聚砜(PSF)、酚酞型聚醚酮(PEK-C)增韧聚苯硫醚(PPS)的破坏韧性和破坏形态。实验表明:PSF 与 PEK-C 两种材料的加入都能改善 PPS 的冲击强度和破坏韧性。不同共混(加入)方法对 PSF/PPS 与 PEK/-C/PPS 两体系的增韧效果有影响。     

基于碳纤维表面修饰制备碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFF/PPS)热塑性复合材料

碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFF/PPS)复合材料是重要的热塑性航空复合材料,其难点为提高碳纤维(CF)与基体的浸润性及界面强度。探讨了CF表面修饰对CFF/PPS界面结合强度的影响,对比了热处理去浆及三种表面修饰剂对碳纤维单丝及CFF/PPS复合材料的改性效果。采用X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、单丝强度测试、复合材料静力学测试和动态力学分析等手段对CF表面修饰效果进行评价,建立了基于CF表面修饰制备高性能CFF/PPS热塑性航空复合材料的方法。制备的复合材料层间剪切强度达91.4MPa,弯曲强度953.7MPa,拉伸强度797.4MPa,模量68.4GPa,冲击强度58.3kJ/m2,用SEM观察到CF表面包覆大量PPS树脂。     

纤维/混杂纤维-矿渣地质聚合物复合材料的弯曲强度与弯曲韧性

碱激发矿渣地质聚合物存在脆性大、韧性差、易开裂等缺陷。利用纤维/混杂纤维对矿渣地质聚合物进行改性,以纤维-矿渣地质聚合物复合材料的弯曲强度与弯曲韧性作为考察指标,分析了3种单一纤维及2种混杂纤维对矿渣地质聚合物的增强与增韧效果。研究结果表明,碳纤维增强效果优于钢纤维、玄武岩纤维,钢纤维增韧效果优于碳纤维、玄武岩纤维,而玄武岩纤维增强及增韧效果相对较差;碳纤维与钢纤维混杂,可充分发挥碳纤维的增强效应和钢纤维的增韧效应,适当掺量下混杂纤维较单一纤维具有更好的增强与增韧效果;纤维与浆料的容重差对矿渣地质聚合物硬化体的均质性具有重要影响,碳纤维与钢纤维混杂可显著降低不同加载方向下矿渣地质聚合物弯曲强度与弯曲韧性的离散性。     

聚苯硫醚复合材料高速冲击破坏特征的微观分析

本工作利用霍普金森分离杆(SHPB)方法,对三种连续玻璃纤维和碳纤维增强聚苯硫醚(PPS)复合材料层压板进行了冲击试验,集中讨论了材料的破坏特征,试图为建立更为合理的高应变速率下复合材料横向冲击动态响应模型提供依据。结果显示,采用不同的铺层设计以及不同的纤维增强所得材料的损伤形貌有很大区别,纤维/树脂的界面粘结对微观开裂机理的影响显着。     

纤维增强热固性聚合物基复合材料层间增韧研究进展

综述了纤维增强热固性聚合物基复合材料（PMC）层间增韧的最新研究进展。热固性复合材料由于基体树脂高的交联密度而呈脆性,表现出低的冲击损伤阻抗和损伤容限特征。柔性聚合物层间增韧是改善聚合物基复合材料层间断裂韧性和抗冲击性的有效手段,且不会降低热固性树脂的热性能和高模量。目前有3种层间增韧方法：颗粒增韧、聚合物纤维增韧和薄膜增韧。讨论了3种方法的概念、实施方案、增韧机理及研究成果。最后重点阐述了创新性的复合材料“离位”增韧思想,介绍了具有全部自主知识产权的“离位”复合材料高性能化技术体系,包括预浸料和液态成型两大复合材料产品系列。     

高性能环氧树脂基复合材料的研究进展

环氧树脂具有优异的力学性能、耐腐蚀、易加工等特点,应用领域非常广阔,但其具有较大的脆性、较弱的耐冲击性等缺点,限制了其进一步的发展。近年来,高性能环氧树脂基复合材料成为了学者们的热点研究课题。本文从环氧树脂的增韧、耐热、增强三个方面对高性能环氧树脂基复合材料的现状进行了阐述,其中增韧方面重点介绍了橡胶增韧、热塑性树脂增韧、超支化聚合物增韧、含柔性链段固化剂增韧、互穿网络聚合物增韧、纳米填料增韧、热致液晶聚合物增韧等方法;耐热方面重点介绍了增加基材官能度、引入耐热刚性基团、有机硅改性、POSS改性等方法;增强方面重点介绍了碳纤维增强、玻璃纤维增强、碳纳米管增强、其他纤维增强等方法。最后对目前存在的问题和未来的发展方向进行了展望。     

电子封装用聚苯硫醚高性能复合材料的研制

微电子工业的快速发展迫切需要性能更为优异的封装材料.采用聚苯硫醚复合材料作为电子封装材料,具有使用温度高、热膨胀系数低、介电损耗低、电绝缘性能好等优异的性能,应用于现代微电子领域的前景良好.本文用国产商品PPS树脂经纯化处理后,与其它材料复合,成功制备出了聚苯硫醚高性能电子封装材料,制备的PPS电子封装材料具有低吸水性、低热膨胀系数、高强度以及优异的介电性能等综合性能,优于目前常用的环氧类电子封装材料.     

基于聚苯硫醚及其复合材料的摩擦学研究进展

综述了近年来聚苯硫醚(PPS)及其复合材料摩擦学改性的各种方法及其摩擦磨损性能与机理。重点讨论了聚四氟乙烯(PTFE)、无机粒子填充、纤维增强、纳米颗粒和多元复合对PPS复合材料摩擦磨损性能的影响。     

军工新材料——聚苯硫醚(PPS)介绍

聚苯硫醚(PPS)是一类轻量化的高性能材料,经复合增强后具有极为优良的强度、刚性和耐疲劳性,在高温下强度保持率远远高于PBT,PES,PC等其他工程塑料.     

聚苯硫醚

聚苯硫醚(PPS)是一种结晶聚合物,具有较高的热变形温度、优异的耐化学品性、尺寸稳定性及阻燃性,其连续使用温度为180～240℃。PPS增强材料可改善抗冲性、强度、硬度、耐高温性及其它许多物理机械性能,因此,PPS模塑料几乎都是玻璃纤维和无机纤维增强材料。 1978～1987年间美国仅使用PhillipsPetroleum公司的Ryton PPS树脂,1987     

聚苯硫醚及其玻璃纤维增强复合材料力学性能研究

本文利用差示扫描量热仪(DSC)研究了国产低分子量聚苯硫醚及其固相热处理产物的热行为,并用悬浮-熔融法制备了玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料的预浸带,测定了其单向板的力学性能,观察了其断口形貌。结果表明:低分子量聚苯硫醚经过固相热处理后,其T_g、T_c上升,T_m下降;热处理后的聚苯硫醚玻纤复合材料在室温时的力学性能有很大程度的提高,其高温性能受玻璃化转变的影响显著;通过SEM观察断口发现其破坏主要属于界面脱粘。     

纳米SiO2/聚苯硫醚和SiO2-玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料的性能

利用纳米SiO₂改性聚苯硫醚（PPS）树脂及玻璃纤维（GF）/PPS复合材料,探究纳米SiO₂对PPS树脂及GF/PPS复合材料性能的影响规律。采用熔融共混工艺制备纳米SiO₂/PPS树脂,并采用热压成型方法制备纳米SiO₂-GF/PPS复合材料,利用SEM、DSC、DMA和力学测试表征不同纳米SiO₂含量的SiO₂/PPS和SiO₂-GF/PPS复合材料。结果表明：纳米SiO₂通过熔融共混工艺能够均匀分散在PPS基体中,并提高PPS结晶度和弯曲性能。添加1wt%纳米SiO₂有效提高了GF/PPS复合材料的力学性能：层间剪切强度提高49.4%,弯曲强度提高30.6%,弯曲模量提高14.6%。纳米SiO₂的添加可以提高GF/PPS复合材料的玻璃化转变温度,同时纳米SiO₂能够改善树脂基体韧性并阻碍裂纹的扩展。     

热历程对聚苯硫醚树脂结晶度和性能的影响

用ＤＳＣ研究了线型聚苯硫醚在氮气气氛中高于熔点热历程下结晶度和热性能的变化，提出由第一次与第二次测得的Ｘｃ差异来表征ＰＰＳ氧化交联的程度。结果表明，随热历程温度提高或时间延长，氧化交联程度加深；Ｘｃ降低；玻璃化温度提高。     

The effect of hybridization on the ballistic impact behavior of hybrid composite armors

In the present study, effect of hybridization on the hybrid composite armors under ballistic impact is investigated using hydrocode simulations. The hybrid composite armor is constructed using various combinations and stacking sequences of fiber reinforced composites having woven form of fibers specifically high specific-modulus/high specific-strength Kevlar fiber (KF), tough, high strain-to-failure fiber Glass fiber (GF) and high strength/high stiffness Carbon fiber (CF). Different combinations of composite armors studied are KF layer in GF laminate, GF layer in KF laminate, KF layer in CF laminate and CF layer in KF laminate at various positions of hybridized layers for a fixed thickness of the target. In this article the results obtained from the finite element model are validated for the case of KF layer in a GF laminate with experimental predictions reported in the literature in terms of energy absorption and residual velocity and good agreement is observed. Further, the effect of stacking sequence, projectile geometry and target thickness on the ballistic limit velocity, energy absorbed by the target and the residual velocity are presented for different combinations of hybrid composite armors. The simulations show that, at a fixed thickness of the hybrid composite armor, stacking sequence of hybridized layer shows significant effect on the ballistic performance. The results also indicate energy absorption and ballistic limit velocity are sensitive to projectile geometry. Specifically, it is found that arranging the KF layer at the rear side, GF layer in the exterior and CF layer on the front side offers good ballistic impact resistance. The hybrid composite armor consisting of a CF layer in KF laminate acquires maximum impact resistance and is the best choice for the design compared to that of other combinations studied.     

多轴向玻璃纤维增强树脂基复合材料的破坏特性和损伤机制

通过对玻纤增强环氧乙烯基酯树脂(GF/EVE)和玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂(GF/UP)复合材料的多轴向铺层设计试件进行低速冲击、弯曲和剪切破坏性力学试验,分析了不同铺层方式的GF/EVE和GF/UP复合材料冲击、弯曲和剪切载荷作用下产生的损伤及失效模式。结果表明:在铺层设计与工艺相同的情况下,CF/EVE的弯曲强度、冲击韧性均优于CF/UP;[0,90]6试件冲击能量吸收性能优于其他五种铺层方式;铺设角设计、树脂基体类型、铺层厚度对层合板剪切力学性能的影响较小。并基于SEM与超声C扫描成像检测(C-SAM)对复合材料的微观界面脱粘机制及损伤演化行为进行阐释。     

玻璃纤维织物/聚苯硫醚粉叠层模塑工艺与性能

研究聚苯硫醚(PPS)树脂粉与玻璃纤维织物(GF)叠层模塑(粉末工艺)制复合材料的工艺与性能。测试各种工艺条件制GF/PPS层板的弯曲力学性能、动态力学性能,用扫描电镜(SEM)探查树脂对纤维的浸渍及纤维/基体的界面粘合情况。SEM分析结果表明,粉末工艺制得的PPS基复合材料呈现高的力学性能,是由于树脂对纤维的均匀浸渍和良好的纤维/基体的界面粘合。熔前热压、高温成型、退火处理是粉末工艺制高质量GF/PPS层板的工艺要点。      

原位在线监测多因素协同对玻璃纤维/环氧树脂复合材料热老化性能的影响

针对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)复合材料作为火电烟囱内衬的服役老化问题,以玻璃纤维/环氧树脂(GF/EP)复合材料为研究对象,用正交试验法研究温度、偶联剂含量和热流老化时间等因素对GF/EP复合材料热损伤后的质量损失率、弯曲强度和剪切性能的影响。采用金相显微图像处理法测量计算GF/EP复合材料的孔隙率,使用自主设计并搭建的原位在线监测系统对GF/EP复合材料进行测试。结果表明,不同因素对GF/EP复合材料性能的影响程度不同。偶联剂含量的增加会有限改善GF/EP复合材料的质量损失率,而温度因素对复合材料弯曲强度的影响较大,复合材料本身存在的后固化行为会影响弯曲性能的变化趋势,随温度升高弯曲强度总体下降了11.8%。GF/EP复合材料的层间剪切强度与热老化时间密切相关,16 h相比8 h热流老化后的层间剪切强度均值提高了10.2%。      

长玻纤增强ABS复合材料的性能研究

采用原位聚合方法制备长玻纤增强ABS复合材料 ,并将其与传统工艺的短玻纤增强ABS作了比较。结果表明 ,采用新工艺 ,可以达到比传统工艺更好的增强效果。并研究了玻璃纤维含量对复合材料性能的影响     

玻璃纤维-碳纤维混杂增强PCBT复合材料层合板的制备及低速冲击性能

采用环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)预浸料,利用真空袋辅助热压工艺制备了玻璃纤维机织布-碳纤维机织布/聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(GF-CF/PCBT)混杂复合材料层合板。利用双悬臂梁(DCB)和三点端部开口弯曲(3ENF)试验对连续纤维增强PCBT复合材料层合板的层间强度做出评估。同时,利用低速冲击试验结合Abaqus/Explicit有限元仿真重点考察了混杂纤维增强PCBT复合材料层合板的低速冲击性能。试验结果表明:尽管CF/PCBT复合材料层合板具有优异的层间性能,当冲击能量为114.3J时,由于CF自身的脆性,CF/PCBT复合材料层合板被完全穿透,而GF-CF/PCBT混杂复合材料层合板只在表面形成凹痕。与纯CF增强PCBT复合材料层合板相比,铺层形式为[CF/GF/CF]25的GF-CF/PCBT混杂复合材料层合板的抗冲击损伤能力提高2倍。仿真得到的云图显示,冲击引起的应力在CF中的分布区域要明显大于在GF中的分布区域。     

Experimental investigation of carbon fiber reinforced poly(phenylene sulfide) composites prepared using a double-belt press

The high-performance carbon fiber reinforced poly(phenylene sulfide) composites were continuously fabricated using thermoplastic prepregs in a double-belt press. The effects of process velocity on the composite consolidation quality and mechanical properties were investigated. It is found that the tensile and interlaminar shear properties of composites prepared using the double-belt press are comparable to that of compression-molded composites when the process velocity is no more than 0.20 m·min⁻¹. The composite fracture morphologies also show different failure mechanisms between different samples and indicate that the interfacial adhesion strength may play a vital role in the mechanical properties of CF/PPS composites. Furthermore, experimental results show that the heating time above 330 °C should be over 440 s and the void content should be lower than 2.38% in order to obtain high performance CF/PPS composites.