玻璃纖維織物增強PPS復(fù)合材料層板制備與表征.pdf

1、復(fù)合材料相對均質(zhì)材料具有高比強度、高比模量，良好的抗疲勞性，優(yōu)異的減震性，獨特的各向異性，方便的可設(shè)計性使得它越來越多的應(yīng)用于航天航空工業(yè)、汽車制造業(yè)、軍事工業(yè)等各個方面領(lǐng)域。聚苯硫醚(PPS)作為廣泛應(yīng)用的第六大特種工程塑料，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、良好的電絕緣性、耐腐蝕性和自阻燃性，是制造先進性復(fù)合材料理想的基體材料。 本文采用粉末疊層制造工藝制備出了高性能的纖維織物增強聚苯硫醚復(fù)合材料層板，通過對成型工藝和拉伸力學(xué)實驗找到在溫

2、度318℃、壓強2．5～3MPa、恒溫時間為15min時制備的復(fù)合材料層板力學(xué)性能最好,但通過對其斷裂新貌和微觀力學(xué)分析可知，復(fù)合材料層板分層是主要的破壞形式。本文采用對纖維改性和纖維氈疊層的使用，研究了它們對力學(xué)性能的影響，通過對其斷裂新貌分析發(fā)現(xiàn)分層現(xiàn)象得到了有效的控制，采用端缺口彎曲實驗(ENF)進一步分析了各配方復(fù)合材料層板的Ⅱ型斷裂韌性，并結(jié)合動態(tài)力學(xué)分析(DMA)實驗研究了復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能以及改性對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響

3、，利用掃描電鏡(SEM)觀察了復(fù)合材料層板的形貌，最后采用一種新的簡便制備微珠脫粘試樣的方法測得了炭纖維(CF)與PPS界面剪切強度(IFSS)的大小為10.59MPa，測得GF/PPS改性前后IFSS平均值分別為2.0MPa和2.8MPa，改性后的IFSS提高了40％。 本論文得到的主要研究結(jié)果為：硅烷偶聯(lián)劑添加含量2wt％的復(fù)合材料層板拉伸強度、彎曲強度最好，而1wt％添加量的復(fù)合材料層板彎曲模量最好；玻璃纖維氈能有效地抑制

4、復(fù)合材料因剪切而造成的層間斷裂；同時采用KH550處理玻璃纖維表面和玻璃纖維氈的復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異，能同時抑制邊界分層和剪切分層，因此綜合力學(xué)性能最好，其層間斷裂韌性GⅡ。值高達1709.2J/m<'2>，比沒有經(jīng)過改性的試樣G<,Ⅱc>值高出333.3J/m<'2>；DMA實驗表明，復(fù)合材料層板在108℃以下具有高的儲能模量；在玻璃化溫度左右，其儲能模量下降，但仍維持較高的水平；采用自然冷卻方式的復(fù)合材料層板結(jié)晶完善，沒有冷結(jié)晶現(xiàn)象