聚苯硫醚结晶的研究现状

聚苯硫醚(PPS)具有优异的耐化学腐蚀性能、热稳定性、阻燃性和电绝缘性,在汽车、石油化工、电子电器、高温过滤等领域具有广泛的应用.由于PPS是半结晶性聚合物,结晶过程对PPS材料的各种性能具有重要的影响.阐述了PPS结晶的研究现状以及PPS结晶过程中的影响因素,在改善PPS材料力学性能方面介绍了共混/复合PPS材料结晶对结构与性能的影响,指出了研究PPS结晶对提高其性能的重要性.     

时效热处理对选区激光熔化成形18Ni300摩擦磨损性能的影响

目的 通过研究选区激光熔化（SLM）成形18Ni300时效热处理前后摩擦磨损性能及磨损机制,为SLM技术在模具中易磨损部位的应用提供理论支撑。方法 采用扫描电镜对热处理前后试样进行微观组织观察,采用X射线衍射仪对原始粉末和试样进行物相分析,并测试试样时效热处理前后的硬度、密度和抗拉强度,采用球盘摩擦磨损试验机测试在不同载荷下时效热处理前后试样的摩擦磨损行为,采用3D轮廓仪和扫描电镜对磨损后试样和磨球表面进行观察,并对磨损区域进行能谱分析。结果 时效热处理后试样“鱼鳞状”熔道组织弱化,主要为板条状马氏体组织。原始粉末及成形后试样的物相主要为马氏体,原始粉末和时效热处理后试样中含有少量残余奥氏体。时效热处理后试样硬度由37.6HRC升高到54.4HRC,密度变化不大,抗拉强度由1 107 MPa升高到2 031 MPa,伸长率由14.4%降低至4.5%。随着摩擦磨损试验载荷的增大,时效热处理后试样摩擦因数降低,体积磨损率增大,但均低于热处理前试样。结论 当载荷为10 N时,磨损机制主要为磨粒磨损;当载荷为15 N时,磨损机制过渡到氧化磨损和黏着磨损;当载荷为20 N时,主要为黏着磨损。     

利用热处理改善钒钛磁铁矿直接制备的铁基摩擦材料组织与性能

以攀枝花钒钛磁铁矿为原料,通过选择性碳热原位反应和真空烧结技术直接制备得到铁基摩擦材料.为进一步提高材料性能,本工作研究了淬火与回火处理对铁基摩擦材料组织和性能的影响.结果表明:900～1 000℃淬火使材料基体组织由珠光体向马氏体转变,硬度和摩擦性能随淬火温度的升高先提升后下降,在950℃时效果最佳,摩擦磨损行为由热处理前较严重的磨粒磨损和粘着磨损转变为磨粒磨损,且磨损程度降低.950℃淬火试样分别在250℃、500℃和650℃进行回火处理,基体组织随着温度的升高先由马氏体向低硬度屈氏体转变,而后转变为硬度更低的索氏体,但500℃回火时发生的回火二次硬化和碳化物的脱溶使得材料硬度提升,摩擦性能进一步提高,摩擦磨损行为表现为轻微的磨粒磨损.综合而言,950℃淬火+500℃回火处理后的铁基摩擦材料组织及性能最优,相比未热处理材料,硬度提高32％,磨损率降低61％,摩擦系数降低18％.     

PPS／PES共混体系热行为特征的研究

本文借用TBA、DSC技术,研究了聚苯硫醚(PPS)与聚醚矾(PES)共混的相容性,讨论了共混方法对两者相容性的影响,研究了无定形的聚醚矾对半结晶性的聚苯硫醚熔融、结晶和冷结晶行为的影响以及PPS/PES共混物的界面行为。结果表明:溶液共混较机械共混相容性好;且在PES含量为60～70％(重量百分比)时,两组份相容性得到提高并存在较强的界面效应,在DSC谱图上呈现界面相的玻璃化转变;PFS的加入,破坏了PPS原有的结晶聚集态结构,使PPS的熔融双峰变为单峰,并促进了PPS的冷结晶。     

连续炭纤维增强受电弓滑板致密化及其性能

滑动受流条件下,树脂基滑板材料的温升会影响滑板使用的稳定性。采用炭化-液相浸渍法对滑板进行热稳定性及致密化处理,系统分析了热处理前后滑板性能的变化,并对致密化效果进行评价,利用磨损表面扫描图像分析摩擦磨损机理。结果表明:经过800℃热处理后,滑板的耐温性提高;热处理及浸渍后,受电弓滑板试样电阻率明显减小,热处理之后电阻率降低约100%;冲击强度降低,摩擦因数增大,体积磨损量增加;经过4次致密化处理后,滑板的气孔率下降约45%;冲击性能和摩擦磨损性能有所提高;未热处理的受电弓滑板在摩擦过程中主要的机械磨损形式是磨粒磨损和黏着磨损;热处理后磨粒磨损是主要磨损形式。     

Ni含量对钒钛磁铁矿原位合成制备铁基摩擦材料的影响

以钒钛磁铁矿为主要原料,利用选择性碳热原位还原技术真空烧结制备铁基摩擦材料,研究添加合金元素Ni(1%~4%,质量分数,下同)对铁基摩擦材料的微观组织、力学性能及摩擦磨损行为的影响。结果表明:烧结试样由铁基体、润滑相石墨和硬质相(主要为TiC)3种组元构成,其基体组织主要是层片状的珠光体,具有较高强度和硬度。与未添加Ni的试样相比,添加Ni对铁基摩擦材料的组织和性能有不同程度的促进作用。添加少量的Ni(1%~2%)能有效促进材料烧结致密化,材料中的孔隙细小且数量较少,硬质相和石墨均匀分布,硬度和摩擦磨损性能均随着Ni含量的增加大幅度提高。但当Ni含量超过2%时,烧结试样中出现较大的孔洞并且石墨与硬质相均出现偏聚,材料硬度逐渐降低,磨损率和摩擦因数均随Ni含量的增加而有所增大。综合而言,当Ni含量为2%时材料的组织结构和性能均达到最佳。     

聚酰胺/聚苯硫醚共混物摩擦学性能研究--(Ⅰ)干摩擦

制备了一系列不同组成的聚酰胺(PA66)和聚苯硫醚(PPS)共混物,对材料的摩擦学性能进行了研究.结果表明,80% φ(PA66)/20% φ(PPS)共混物的摩擦学性能最好.借助扫描电子电镜(SEM)和能量色散谱(EDS)等手段,分析认为,PA66在对偶钢环上形成了不均匀、不连续的牢固转移膜,PPS则不能形成转移膜;共混物中PA66相的存在增强了PPS向对偶面上转移的能力."摩擦热控制模型"适用于PA66/PPS共混物体系,材料的磨损由其在对偶面上形成转移膜的能力及转移膜的性质控制.     

不同压力下聚四氟乙烯复合材料的磨损行为

对炭纤维等无机填料增强的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在低、中、高压下的摩擦磨损行为进行了研究。利用扫描电子显微镜分析了材料的磨损状况,利用差热扫描量热分析仅、X射线衍射仪对材料的热性能及结晶性能进行了分析,并与材料的摩擦、磨损性能相联系．研究结果表明．高压摩擦环境中,蠕变的发生是加速PTFE复合材料磨损、恶化材料性能的主要原因;高比表面填料的加入会提高复合材料的熔化热,有助于降低材料的磨损率;结晶度的提高对增强复合材料的耐蠕变性有明显的效果。     

聚苯硫醚及纳米二氧化硅复合材料的等温结晶动力学

应用差示扫描量热法(DSC)研究了聚苯硫醚(PPS)以及聚苯硫醚/纳米二氧化硅(nano-S iO2)复合材料的等温结晶行为,并考察了结晶动力学参数,揭示了PPS的等温结晶特性和nano-S iO2对PPS结晶行为的作用。结果表明,少量nano-S iO2的加入降低了PPS的结晶活化能和端表面自由能,明显提高了PPS的结晶速率。偏光显微镜观察到PPS和复合材料均表现出球晶生长方式,与A vram i指数约等于3.0的计算结果基本吻合。     

热交联处理对聚苯硫醚结晶行为的影响

采用热台偏光显微镜和差示扫描量热法,研究了直链型低分子量聚苯硫醚(PPS)热交联处理后的等温结晶行为,考察了热处理时间对PPS球晶生长速率与晶体形态的影响.结果表明:球晶的生长速率随热交联时间的延长呈先升高后降低的趋势,20min时结晶速率达到最大值;经过一定时间的热交联处理后,PPS的晶体形态更趋完善.当热交联时间超过60min后,球晶超结构基本消失.     

表面机械冲击形变及稳定化诱发Cu30Ni合金组织及其磨损性研究

利用原子力显微镜、显微硬度仪和摩擦磨损仪等测试方法研究表面机械冲击形变和稳定化热处理诱发Cu30Ni合金的显微组织结构变化和摩擦磨损性能。结果表明:与原始试样相比,机械冲击形变诱发非稳定晶界组织结构形成,稳定化热处理促进细化组织结构的非稳定晶界向稳定或亚稳定晶界转变,导致显微硬度从93HV提高到297HV,磨损速率从4.2mm3/m降低到0.41mm3/m,摩擦因数μ从0.35降低到0.32,且在机械冲击形变和稳定化热处理的试样磨痕形貌中未观察到显微裂纹存在。     

聚苯硫醚气流牵伸丝的制备与热处理研究

利用纺粘非织造实验机制备了聚苯硫醚(PPS)气流牵伸丝,通过其DSC分析,确定了115℃为热处理温度；对热处理后PPS气流牵伸丝做DSC和拉伸性能测试,分析得出:随热处理时间的增加,冷结晶峰减小,玻璃化转变温度提高,熔点无明显变化；热处理可以大幅提高PPS气流牵伸丝结晶度；1800s热处理后,冷结晶峰很小,结晶度提高至48.81％；热处理后断裂强力先减小后增大,但均低于未处理样,而断裂伸长率则大幅减小.     

氮/氟离子注入Ti6Al4V合金耐磨性研究

通过等离子体基离子注入(PBII)表面改性的方法,采用不同的负脉冲偏压对Ti6Al4V合金进行氮/氟离子注入,并研究了改性层的结构、硬度以及摩擦磨损性能等。利用原子力显微镜研究了改性前后的表面粗糙度变化,并用X光电子能谱分析了改性层表面结构和化学组成,还使用力学显微探针分析试样的硬度,并用球盘式摩擦磨损实验仪和扫描电镜表征了摩擦磨损性能并观察了磨痕形貌。测试结果表明:氮氟离子注入改性试样粗糙度降低,并形成了由Ti O2,Ti F3,Ti F4和Ti N等组成的改性层;改性试样的纳米硬度值较未处理基体提高;氮氟离子注入试样表现出更好的弹性回复行为;改性试样摩擦系数和磨损体积均较基体下降,磨痕形貌从粘着磨损为主转变为磨粒磨损,耐磨性改善;注氟偏压-20 k V的试样获得最理想的性能。     

多次DSC扫描对聚苯硫醚/尼龙6共混物中聚苯硫醚组分结晶行为的影响

用DSC研究了多次重复扫描对聚苯硫醚/尼龙 6(PPS/PA6)共混物中PPS组分结晶行为的影响.随扫描次数增加,熔融温度低时,PPS的结晶温度稍有提高;熔融温度高时,PPS的结晶温度逐步降低;而且出现2或3个结晶峰.共混物中PPS组分除结晶温度比纯PPS的高外,随熔融温度和扫描次数增加,仅有单一高温结晶峰 .以上结果可用自成核、异相成核和交联作用来解释.     

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。     

FEP/PPS共混涂层的热学行为及相结构分析

采用差示扫描量热法(DSC)及热重分析法(TG)研究了聚全氟乙丙烯/聚苯硫醚(FEP/PPS)共混涂层的热学行为,用X射线衍射仪(XRD)测定了其相结构。结果表明,FEP/PPS为一不相容共混体系,在分子水平上是不相容的。在惰性气氛中,FEP/PPS共混涂层在380℃以前热稳定性良好,其热分解包含两个阶段,先是FEP的分解,后是PPS的分解,且第二阶段失重率和测试终止残重随PPS的增加而增加。相分析表明,FEP/PPS共混涂层由晶相及非晶FEP、晶相及非晶PPS和晶相TiO2组成,涂层中PPS的结晶度与涂料粉末相比有大幅降低,是由于涂层制备过程对PPS熔融结晶行为的影响所致。     

热氧化处理聚苯硫醚的结构表征

用FTIR、DSC法对熔体和固相热氧化处理聚苯硫醚的链结构差异及其对结晶度、结晶与熔化行为的影响进行了研究。     

聚苯硫醚纤维研究

研究了国产聚苯硫醚(PPS)的可纺性及其纤维的热学性能与形态结构。结果表明,聚苯硫醚原粉经熔融真空净化处理后具有较好的可纺性。PPS初生纤维在高于其玻璃化温度T_(?)和比冷结晶起始温度低10℃左右的温度范围内可以顺利地进行拉伸。拉伸纤维经高温热处理和交联后,可以进一步提高热稳定性。该纤维具有较为光滑的表面、图形断面以及层状微纤形态结构。纤维试样中也发现了液晶高聚物纤维所特有的皱折表面(pleat surface)形态和垂直于纤维轴方向的条带织构(banded texfure)。     

法向载荷对Fe基块体非晶复合材料摩擦磨损性能的影响

为研究法向载荷对Fe基块体非晶复合材料摩擦磨损性能的影响,首先利用水冷铜模吸铸法制备了Fe基块体非晶复合材料;随后采用X射线衍射仪和显微硬度计分别对试样的物相组成和显微硬度进行表征;再通过往复摩擦磨损试验仪检测试样的摩擦磨损性能。结果表明：所制备的Fe基块体非晶复合材料内部同时存在晶体相和非晶相且非晶相占比为55.65%。此外相比于同种成分的传统晶态材料,Fe基块体非晶复合材料具有较高的硬度。随着载荷的逐渐增大,试样表面的磨损机制由最初的磨粒磨损和氧化磨损逐渐演变为磨粒、氧化以及疲劳3种磨损机制共存,磨损量进一步增加。     

聚酰胺／聚苯硫醚共混物摩擦学性能研究——（I）干摩擦

制备了一系列不同组成的聚酰胺(PA66)和聚苯硫醚(PPS)共混物，对材料的摩擦学性能进行了研究。结果表明，80％φ（PA66)／20％φ（PPS)共混物的摩擦学性能最好。借助扫描电子电镜(SEM)和能量色散谱(EDS)等手段，分析认为，PA66在对偶钢环上形成了不均匀、不连续的牢固转移膜，PPS则不能形成转移膜；共混物中PA66相的存在增强了PPS向对偶面上转移的能力。“摩擦热控制模型”适用于PA66／PPS共混物体系，材料的磨损由其在对偶面上形成转移膜的能力及转移膜的性质控制。