碳纳米管/碳纤维增强聚苯硫醚复合材料研究

研究了采用碳纤维(CF)和碳纳米管(CNTs)增强聚苯硫醚(PPS)的力学性能和导电性能。实验分别采用CF和CNTs为添加剂,通过球磨混合后在平板硫化机上进行模压成型,制备出CF/PPS、CNTs/PPS和CNTs/CFPPS/复合材料。采用万能试验机测试复合材料的拉伸性能;采用数字式四探针测试仪测试材料的电导率。实验研究了CF和CNTs含量对其复合材料的导电性能和力学性能的影响,并进一步研究同时添加CF和CNTs对复合材料增强作用。通过分析复合材料的导电性能和力学性能,分别得出CF含量为20%、CNTs含量为15%时复合材料的力学性能和导电性能较理想。采用CF和CNTs同时增强PPS时,当CF添加16%、CNTs添加4%时,CNTs/CF/PPS复合材料性能较好。此外,对CF和CNTs增强机制进行初步讨论。     

PPS/PAI/CF复合材料摩擦磨损性能的研究

采用模压成型法制备了聚苯硫醚(PPS)/聚酰胺酰亚胺(PAI)合金及其碳纤维(CF)改性复合材料。测试分析了该复合材料的力学性能,并通过扫描电镜(SEM)对其摩擦磨损表面形貌进行了观察,探讨了复合材料的摩擦磨损性能;考察了PPS/PAI合金的最优配比及CF含量对PPS/PAI/CF复合材料性能的影响。结果表明:PAI的加入改善了PPS的力学性能,当PPS/PAI质量比为40/60时,PPS/PAI合金的力学性能最优;另外,CF的加入使PPS/PAI/CF填充复合材料的摩擦系数和磨损量大幅度下降,其中,当CF含量为30%时,PPS/PAI/CF填充复合材料的摩擦系数和磨损量较未填充PPS/PAI分别下降了66%和90%。     

纤维增强CFP/PPS复合材料的制备与性能表征

以碳纤维(CF)和碳纤维粉末(CFP)为导电基体,制备出导电聚苯硫醚(PPS)复合材料.研究了复合材料的形貌、导电及力学性能.结果 表明,CFP能很好地分散在PPS复合材料内部,复合材料的表面电阻可达到103 Ω.同纯PPS复合材料相比,导电性能增加了四个数量级;一定范围内的CFP可以提高PPS复合材料的拉伸强度和冲击...     

表面处理对碳纤维/聚苯硫醚复合材料性能的影响

以碳纤维(CF)平纹织物、聚苯硫醚(PPS)纤维为原材料,通过混杂铺丝及热压的方法制备出CF/PPS热塑性复合材料。研究了不同表面处理方法对CF表面官能团、碳(C)与氧(O)元素含量比、单丝拔出强度及复合材料两相浸润性、界面性能、力学性能等的影响。结果表明:丙酮处理可以有效去除CF的上浆剂,利于PPS熔体在CF之间的均匀分散与浸渍,在一定程度上提升了CF/PPS复合材料的力学性能;硝酸溶液处理可以增加CF平纹织物表面的O/C摩尔比,且CF表面轴向产生缺陷和沟壑;CF与PPS之间的界面剪切强度随硝酸处理时间的增加而明显增加,但CF/PPS复合材料的力学性能呈现先增加后降低的趋势;通过表面处理改善CF与PPS之间的浸润性以及界面相互作用力,可以提升CF/PPS复合材料的力学性能。     

PA6/CF/EG导电复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了不同碳纤维/热膨胀石墨(CF/EG)比例的尼龙6/碳纤维/热膨胀石墨(PA6/CF/EG)导电复合材料并研究其性能。结果表明,CF的加入能显著提高复合材料的力学性能;而随着EG含量的提高,复合材料的导电性能和导热性能显著提高,但力学性能在一定程度上得到降低。当CF质量分数为20%时,复合材料具有最优的力学性能,当EG质量分数为20%时,复合材料体积电导率可显著提高至0.262 S/m,热导率可达1.3379W/(m·K)。     

CF/CNTs多尺度混杂填充PA6复合材料性能研究

以碳纤维/碳纳米管(CF/CNTs)多尺度混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料为研究对象,采用不同的方法处理CNTs,并考察了对应复合材料的力学性能、导电性能和导热性能。结果表明:CNTs经过表面化学镀镍处理后,明显改善了CF与基体界面间的结合强度和相容性。表面镀镍处理的碳纳米管(CNTs-Ni)吸附在CF表面,不仅可促进CF与基体间形成"钉扎效应",从而提高了复合材料的力学性能,还在CF与PA6基体间形成了导热桥路和导电网络,使材料的电阻率和界面热阻有所下降;CF和CNTs混杂填充基体树脂对复合材料的力学性能、导热性能及导电性能有着良好的协同增效作用;CNTs-Ni可明显改善CF增强复合材料的导热性能和导电性能。     

碳纤维含量对热塑性聚氨酯弹性体复合材料发泡性能的影响

利用装有静态混合器的挤出机,制备热塑性聚氨酯弹性体/纳米碳纤维(TPU/CF)复合材料,以超临界二氧化碳(SC-CO2)为发泡剂,通过快速泄压法制备TPU/CF发泡样品,研究CF含量对复合材料熔体流动速率、泡孔结构、导电性能和力学性能的影响。结果表明：随着CF含量的增加,TPU/CF复合材料的熔体流动速率逐渐降低,发泡制品的泡孔平均直径逐渐减小,泡孔密度逐渐升高。当CF含量为24.65%,泡孔密度为4.20×10⁹个/cm³,与TPU相比提高172.7%,泡孔平均直径为4.29μm,与TPU相比下降36.2%。CF含量为4.95%时,发泡倍率达到最大值(1.65)。随着CF含量的增加,发泡倍率逐渐下降。发泡使TPU及其复合材料的电阻率降低。CF的加入提高TPU的拉伸强度,降低断裂伸长率。CF含量为9.89%时,发泡前后材料的拉伸强度达到最大值,分别为8.76 MPa和5.24 MPa。     

静电粉末流化法碳纤维/聚苯硫醚预浸料的制备及性能表征

利用静电粉末浸渍工艺探索碳纤维增强聚苯硫醚(CF/PPS)预浸料的制备方法,通过差示扫描量热法(DSC)测试和热失重分析探讨了成型温度对CF/PPS预浸料的综合热性能的影响;表征了成型后CF/PPS复合材料的力学性能,以及PPS对碳纤维的浸润情况。结果显示,升高浸渍温度,可降低树脂黏度,PPS对碳纤维呈现良好的浸润效果,在升温至320℃时,PPS链段具有较高的活性和结晶能力,在长时间处于330℃高温下,PPS链段易发生支化交联影响了复合材料性能,CF/PPS预浸料热分解温度在520℃左右,随浸渍温度的提高,复合材料力学性能呈现先增加后降低的趋势,拉伸强度和弯曲强度最高可达到877.3 MPa和737 MPa,在扫描电子显微镜(SEM)下显示PPS树脂充分浸润了纤维丝束,浸渍效果良好。     

相容剂对低密度聚乙烯/碳纤维导电复合材料性能的影响

以低密度聚乙烯(LDPE)为基体,碳纤维(CF)为导电填料,加入一定量的马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)在转矩流变仪中共混制备了LDPE/CF复合材料。研究了PE-g-MAH含量对于复合材料导电性能,热性能,力学性能和流变性能的影响。同时通过SEM分析了填料与基体树脂之间的相容性。经研究发现,加入适量的PE-g-MAH会使复合材料的电性能稍有降低但是力学性能却有显著提高,但过多的PE-g-MAH会严重影响材料的电性能和力学性能,并增加材料的黏度。     

亲水改性的PBS-co-Glu共聚酯与磷酸酯淀粉复合材料的性能研究

以不同含量L-谷氨酸(Glu)对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行了亲水改性,并运用乳液-流延法与磷酸酯淀粉(PPS)共混,制备了PBS-co-Glu/PPS复合材料。采用FTIR、1H-NMR表征PBS-co-Glu共聚酯的化学结构;GPC、XRD、POM、SEM和拉伸实验,对其亲水性、结晶性能及力学性能进行了测试和分析,脂肪酶降解实验测试复合材料的降解性能。研究结果表明：随Glu含量的增加,PBS-co-Glu/PPS 复合材料的断裂伸长率有所增加,当Glu为4%时,PBS-co-Glu/PPS复合材料断裂伸长率达到最大;复合材料的光透过率及降解性均有显著的增加。     

基于PIF制备一种高性能聚苯硫醚复合材料

采用压力诱导流动成型(PIF)方法来调控聚苯硫醚(PPS)/玻璃纤维(GF)/碳纤维(CF)三元复合材料的本体结构。并对三元复合材料进行了傅立叶红外光谱分析(FT-IR)、形貌观察(SEM)、力学性能测试、动态力学测试(DMA)和DSC测试,考察了PIF成型的效果。结果表明,在该三元体系中,当CF的质量分数为0.5%时,PIF成型后的复合材料性能最佳,拉伸强度达到362.33 MPa,弯曲强度达到408.11 MPa,冲击强度达到14.35kJ/m~2。     

PEEK抗静电复合材料的研究

制备了聚醚醚酮/炭黑(PEEK/CB)、聚醚醚酮/碳纤维(PEEK/CF)抗静电复合材料。结果表明,在PEEK/CB复合体系中,炭黑渗滤区含量为3%⁵%,较低的炭黑含量确保了复合材料优异的力学性能;在PEEK/CF复合体系中,碳纤维渗滤区含量为15%5%,较低的炭黑含量确保了复合材料优异的力学性能;在PEEK/CF复合体系中,碳纤维渗滤区含量为15%²0%;扫描电镜(SEM)结果证明:炭黑在PEEK基体中达到纳米级分散,形成空间导电网络结构,这种结构提高了复合材料的抗静电性能。     

氮化硅/碳纤维/环氧树脂复合材料的制备研究

采用高温模压成型法制备氮化硅/碳纤维/环氧树脂导热复合材料(SiN/CF/EP)。研究了34SiN用量和表面改性对SiN/CF/EP复合材料导热性能、导电性能和力学性能的影响。结果表明,复合材料3434的导热性能随SiN质量分数的增加而增大,当SiN质量分数为40%时,导热率为1.02W/mK;而3434SiN/CF/EP复合材料的导电率随SiN质量分数的增加而呈线性降低;力学性能则随SiN质量分数的增加先343434增大后降低。表面改性有助于进一步提高SiN/CF/EP复合材料的导热性能和力学性能。34     

PBS-co-Glu共聚酯与磷酸酯淀粉共混制得复合材料性能

以L-谷氨酸(Glu)对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行亲水改性,制得不同Glu含量(以丁二酸的物质的量为基准,下同)的共聚酯,标记为PBS-co-Glun%(n=0、1、2、3、4、5),并运用乳液-浇注成型法将PBS-co-Glun%与磷酸酯淀粉(PPS)共混,制备了PBS-co-Glun%/PPS复合材料。采用FTIR、1HNMR表征了PBS-co-Glun%共聚酯的化学结构;采用XRD、POM、SEM、光透过率和拉伸实验对共聚酯的亲水性、结晶性能及复合材料的表面形貌、光透过率和力学性能进行了测试,脂肪酶降解实验测试了复合材料的降解性能。结果表明:随Glu含量的增加,PBS-co-Glun%/PPS复合材料的断裂伸长率和降解率均有所增加;当Glu含量为4%时,PBS-coGlu4%/PPS复合材料断裂伸长率达到最大值98%;与PBS/PPS复合材料酶降解率36.80%相比,PBS-co-Glu5%/PPS复合材料酶降解率提高到42.79%;所有材料中PBS-co-Glu2%/PPS复合材料的光透过率最大。     

碳纤维增强聚苯硫醚复合材料结晶结构与性能调控

使用碳纤维斜纹布与聚苯硫醚(PPS)薄膜通过热压成型制备了碳纤维增强PPS (PPS/CF)复合材料层压板,通过在保温保压过程中设置不同的等温结晶温度,对复合材料中PPS结晶结构进行调控,系统讨论了不同等温结晶温度下,PPS结晶度及晶粒尺寸对PPS/CF复合材料力学性能的影响。使用X射线衍射仪观察了复合材料中PPS的晶体结构,通过场发射扫描电子显微镜观察了复合材料的微观形貌,并利用动态机械分析测试探究了复合材料的黏弹性与PPS晶体结构之间的关系。结果表明,当等温结晶温度为230℃时,复合材料中PPS在保持较小晶粒尺寸的同时结晶度高达46.58%,此时复合材料具有良好的强度、刚性和界面粘结强度,其弯曲强度、弯曲弹性模量和层间剪切强度分别达到709 MPa,81.9 GPa和23.8 MPa。     

表面处理对CF/PA66复合材料磨损性能的影响

采用电化学氧化法和氨气法分别对碳纤维(CF)进行表面处理后,用双螺杆挤出机共混造粒和注塑成型制备CF/PA66复合材料,研究了表面处理对CF/PA66复合材料磨损性能的影向。结果表明:随着CF含量的增加,CF/PA66复合材料的耐磨损性能提高;对CF进行表面处理,可提高CF/PA66复合材料的耐磨损性能,氨气法得到的CF/PA66复合材料的耐磨损性能优于电化学氧化法,当添加CF质量分数为15%时,其体积磨损速率比电化学氧化法的约降低48%。     

硅微粉改性PI/PPS/GF复合材料的制备及性能

采用双螺杆挤出机挤出工艺,制备了硅微粉改性聚酰亚胺(PI)/聚苯硫醚(PPS)/玻璃纤维(GF)复合材料。研究了PPS用量和硅微粉用量对PI/PPS/GF复合材料力学性能、动态力学性能、线膨胀系数和热性能的影响。复合材料拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁无缺口冲击强度和初始储能模量随PPS用量增加而逐渐降低,线膨胀系数和熔体质量流动速率随之增加;材料力学性能随硅微粉用量增加先增加后减小,线膨胀系数和熔体质量流动速率随之增加而明显降低。差示扫描量热仪(DSC)数据分析表明,PPS材料的加入使复合材料在230~240℃出现了结晶峰,硅微粉使初始结晶温度变高;复合材料的热稳定性能随着熔融硅微粉用量增加而增加。     

无机颗粒/碳纤维共增强聚酰胺6复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融挤出法制备出无机颗粒(IP)增强聚酰胺6(PA6)复合材料,使用叠层模压法制备了IP/碳纤维(CF)共增强PA6复合材料(PA6/IP/CF)。利用场发射扫描电子显微镜、万能试验机等研究了IP的形貌和含量对复合材料性能的影响。结果表明,当滑石粉(TALC)的添加量达到10%(质量分数,下同)时,PA6/CF/TALC复合材料的各项力学性能达到最大值,弯曲强度为374.6 MPa、剪切强度为58.7 MPa、冲击强度为76.9 kJ/m~2;当玻璃微珠(GB)的添加量达到15%时,PA6/CF/GB复合材料的各项力学性能达到最大值,弯曲强度为404.4 MPa、剪切强度为66.7 MPa、冲击强度为86.5 kJ/m~2;GB相较于TALC对复合材料的增强效果更好,使复合材料的综合力学性能得到进一步提高。     

碳纤维分布状态对PE-HD/EVA/CF复合材料导电性能的影响

采用硅烷偶联剂 KH560对碳纤维(CF)进行了处理,并探讨了 CF 含量对 PE-HD/CF 以及 PE-HD/EVA/CF复合材料导电性能的影响。结果表明,随着 CF 含量的增加,PE-HD/CF 体系的体积电阻率从6.16×10~(14)Ω·cm 下降到1.54×10~7Ω·cm,表面电阻率从2.59×10~(16)Ω下降到5.74×10~9Ω;而 PE-HD/EVA/CF 复合体系中体积电阻率从1.91×10~(13)Ω·cm 下降到3.27×10~8Ω·cm,表面电阻率从5.72×10~(15)Ω下降到6.18×10~8Ω,表明加入 EVA 有利于提高复合体系的导电性能。当 CF 含量为5份时,复合材料的体积电阻率达到最小值。研究还表明,随着 CF 含量的增加,CF 沿着外力方向出现很明显的取向,沿着 CF 取向方向材料的体积电阻率和表面电阻率均有所下降。     

聚苯硫醚悬浮液浸渍纤维复合材料的摩擦磨损性能

本文采用悬浮液浸渍的工艺制备碳纤维(CF)/聚苯硫醚(PPS)复合材料,研究了复合材料无润滑及水润滑的摩擦磨损性能。结果表明,单向CF/PPS复合材料无论在水润滑或无润滑条件下,CF平行方向优于CF垂直方向的摩擦磨损性能。