聚芳醚酮树脂非等温结晶动力学及其复合材料湿热老化性能EI北大核心CSCD

聚芳醚酮(poly(aryl ether ketone),PAEK)热塑性复合材料因其突出的韧性、耐老化性能、耐疲劳性能,以及成型加工低成本、高效率、可回收等一系列优势,得以替代部分传统热固性复合材料,并已在国外航空等高端工业领域取得成功应用。PAEK是一种半结晶高聚物,复合材料不同的成型工艺条件导致树脂基体聚集态结构的差异,对其力学性能、耐老化性能等均存在显著的影响。对国产PAEK树脂的结晶动力学进行了研究,通过控制成型降温条件,采用模压工艺制备了树脂结晶度不同的连续碳纤维增强复合材料,并对其进行了湿热老化处理,评价了老化处理前后复合材料的弯曲性能。结果表明:采用较大的降温速率能够提高树脂的结晶速率,但会降低树脂的结晶度。在随炉冷却、空气冷却和水冷却三种不同的降温条件下,制备的复合材料结晶度分别约为36.3%,29.7%,26.5%,结晶度的显著差别导致复合材料的弯曲强度随结晶度的降低而减小。经湿热老化处理240 h后的弯曲强度保留率分别为88.8%,86.7%,86.6%,较高的结晶度能够较好地抵抗水对复合材料界面的破坏,提升复合材料的耐湿热老化性能。     

连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备及力学性能

采用自主研发的连续碳纤维/聚醚醚酮热熔法预浸料(HC2110),通过热压成型工艺制备了复合材料层合板。测试了复合材料的力学性能,表征了微观形貌和破坏模式。预浸料热性能测试表明,HC2110预浸料较国外材料(TC1200)的耐热性及成型工艺性较优。微观形貌分析表明,复合材料层合板中纤维分布均匀性对0°拉伸性能影响较小;而纤维和树脂的界面结合较差是导致90°拉伸强度明显偏低的主要原因。