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碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的应用优势及障碍
发布日期:2020-02-14  来源:郑伟雨 复材资讯  浏览次数:259
 
   近年来,碳纤维增强热塑性复合材料发展较快,它不仅能克服热固性复合材料断裂延伸率低、韧性差、吸湿、损伤容限低、预浸料存贮期短等缺陷,还具有可回收二次利用、成型快、环境友好型等显著优势,在航空航海、轨道交通、机械制造、电子电器、高端医疗等多种领域都有着巨大的应用前景。无锡智上新材是一家致力于高端热塑性复合材料应用研发的碳纤维专业制品商,其针对连续碳纤维增强聚苯硫醚的应用现状做出了如下说明:
  连续碳纤维增强PPS复合材料预浸带
 
  碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的应用优势:
 
  作为高端复合材料常用的增强体,碳纤维材料具有密度低、比强度和比模量高、耐高温、抗化学腐蚀、高热导、低热膨胀等优良特性。
 
  聚苯硫醚PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。其具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点,被广泛用作结构性高分子材料。但是因为纯的聚苯硫醚性能脆而很少被单独使用,PPS的实际应用多以复合材料的形式出现,通过增强、改性等处理后的PPS成为“六大”特种工程塑料之一。其中,碳纤维增强PPS就是较为常见的一种应用形式。
  碳纤维增强PPS的性能优势
 
  相比于短碳纤维或者碳纤维粉末增强方式,无锡智上新材推出的连续碳纤维增强PPS复合材料中的碳纤维含量比例更高,因为碳纤维自身连续性好,这对产品的拉伸强度等整体性能都有着显著的提升,尤其适用于制作异形复杂界面制件。
 
  碳纤维增强聚苯硫醚复合材料应用的主要障碍:
 
  连续碳纤维增强热塑性复合材料在生产工艺上都面临着共同的难点:热塑性树脂的熔融粘度较大,对增强体碳纤维的浸润比较困难。因此,扩大热塑性复合材料应用所面临的最大难题即如何解决树脂基体对碳纤维的完全浸润问题。
  纯PPS粒子
 
  除此之外,不同的热塑性树脂因其特性不同,在具体应用中又显现出不同的问题。对于聚苯硫醚来说,因其自身分子链的链接结构简单,极易结晶,且线性PPS树脂的结晶度可达70%,因此碳纤维与PPS树脂之间的界面强度并不是很好。
 
  其次,由于PPS树脂的熔融温度高,导致其成型温度也比较高,且在高温下易发生热氧化交联导致其分子量增加,导致PPS树脂的玻璃化转变温度也随之上升,PPS的熔融及结晶行为对复合材料力学性能的影响需要进一步探明。
 
  再者,PPS在与碳纤维结合中,因为碳纤维表面成惰性,表面活性小,界面强度较弱,复合材料的力学性往往不能充分得到体现,而且目前所用于碳纤维表面的上浆剂和界面改性剂主要是针对于热固性材料的,对于热塑性来说其耐热性不够理想,且在高温加工下容易分解,直接影响到界面改善效果。
  不同的热塑性树脂基碳纤维复合材料
 
  总之,从国内外先进复合材料的发展动向上看,作为高性能半结晶性热塑性工程塑料的PPS树脂在复合材料领域中极具发展潜力,无锡智上新材也正是看中这一点,才积极投身于连续碳纤维增强热塑性复合材料产品的应用研发。随着碳纤维增强聚苯硫醚复合材料优异的耐热性、耐腐蚀性和机械性能得到各大高新领域的逐步认可及重视,相信以上问题将在不久的将来得到逐步完善和解决。

 
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