聚苯硫醚（pps）复合材料的形态、结构与性能研究

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1、婴型查兰竖主兰堡鲨苎一——聚苯硫醚(PPS)复合材料形态、结构与性能的研究(材料加工工程专业)研究生：龙盛如指导教师：黄锐教授聚苯硫醚(PPS)是一种性能优异的特种工程塑料，具有优良的耐热性、阻燃性，耐化学药品性，电绝缘性，和力学强度高等优点，其优异的性能和广泛的用途已使PPS产量居特种工程塑料首位，在工程塑料中排列第六位。然而PPS脆性大，冲击强度低的缺点限制了其在更广阔领域的应用，对PPS的改性因而具有重要的理论意义和实用价值。本文通过无机粒子纳米CaC03和玻璃微珠，新型热塑性弹性体(POE)，以及它们的协同作

2、用来增韧增强PPS，对不同体系的PPS复合材料的形态结构与性能的关系进行了较为系统和深入的研究，获得了许多有价值的数据和结果，这对丰富和发展PPs复合材料具有一定的指导意义，为开发新型PPS复合物提供了新的途径。这些工作主要包括：I、纳米CaC03作为刚性微粒，与PPS熔融共混制备得PPS／nanoCaC03复合材料，对其进行了较详细的研究。发现了纳米CaC03对复合体系粘度的影响规律，这一结果目前尚未见文献报道。即：纳米CaC03在低组分时对复合体系的粘度影响不大，只是在其含量超过20％时，体系的粘度才明显增加。这

3、说明一方面，纳米CaC03作为微分散相，增加了界面，与作为连续相的PPS大分子链产生界面粘合作用，因而并未阻礴高分子链之间的相互滑移，使得在低添加量时，其粘度无明显增加。另一方面，由于纳米粒子粒径小，在熔体流动过程中作为一个流动单元，随高分子链一起位移，当纳米CaC03的含量增加时，有些粒子聚集在一起，形成大粒子，增加了高分子链的缠结程度，阻碍了高分子链在毛细管中滑移，使得粘度显著增加。复合体系的流变行为呈假塑性流体，剪切应力与剪切速率符合幂律模型，纳米CaC03／PPS是一种四川大学博士学位论文流动性很好的复合物。

4、由冲击试验和AFM图片可见，PPS／nanoCaC03复合材料较之纯PPS显著的脆性断裂有了明显的塑性变形特征，加入纳米碳酸钙，在一定用量范围内明显提高了PPS的韧性。在添加量为5％时，冲击强度为74．13kJ／m2，较纯PPS提高约22％。拉伸强度在添加量为10％时达最大值83．73Mpa，较纯PPS提高约19％。2、首次采用弹性体POE作为增韧剂用于PPS的增韧改性，制备了PPS／POE共混材料。实验结果表明这是可行的，随着POE含量的增加，共混体系的缺口冲击强度几乎呈线性上升，当POE含量为30％份时，缺口冲击

5、强度达最大值16．78KJ／m2，而纯PPS为6．34Ⅺ／m2，提高2．6两倍，此时共混物的拉伸强度也有较大幅度的下降。当POE含量在10％左右时，缺口冲击强度己大于10KJim2，即已达到增韧的目的，而此时共混体系的拉伸强度降低得不多。形态观测表明，POE粒子均匀分布于基体中，在断裂过程中的塑性变形和最终断裂失效吸收大量能量，抑止裂纹扩展是主要的增韧机理。3、首次研究了PPS／POE体系的动态流变行为，结果表明，随POE含量的增加，PPS共混体系于290"(2的贮能模量和损耗模量呈非线性函数形式增加，使用POE增韧

6、PPS，可以获得动态力学性能优良的弹性体增韧共混材料。随着POE含量的增加，PPS共混体系的粘度相应增加，在290。C时，随着剪切速率的增加，体系的粘度下降并趋于相同；当PoE为20％时，由于共混体系两相中POE粒予发生形变，粘度最高，虽然随温度上升迅速下降，但也给实际生产加工造成一定困难。4、制各了PPS／POF．／narioCat03三元共混物。采用正交实验设计，制备了一系列三元共混物，综合分析纳米粒子与弹性体对PPS的改性机理。结果表明：纳米CaC％和弹性体POE对基体PPS的琢0性和韧性均有较明显的影响，两者

7、的共存使体系的力学改性规律变得较为复杂。综合弹性体POE和纳米CaC03对复合体系的冲击强度、流动性、拉伸强度等的影响结果，均存在一个最佳用量。在纳米碳酸钙含量为3196，POE含量为5％时，其综合性能相对较好，缺1：3冲击强度提高到28．87KJ／m2，而拉伸强度降低得不多。5、对两种粒径的玻璃微珠(GB)增强聚苯硫醚复合材料的研究表明，粒径大小对PPS／GB复合体系力学性能有一定的影响，粒径越小，复合体系四川大学博士学位论文的拉伸强度值越高。硅烷类偶联剂可改善PPS与玻璃微珠的界面结合，如对40％GB增强PPS的

8、复合体系，用KH550处理后，共混材料的冲击强度从31．07KJ／m2提高到43．78Kj／m2，拉伸强度达80．90Mpa，而未处理时的拉伸强度为54．71Mpa，提高了47．8％。6、首次研究了玻璃微珠对PPS摩擦性能的影响，取得了很重要的结果。在给定的实验条件下，两种粒径的玻璃微珠都降低了PPS的摩擦系数，增强了PPS的耐磨性。玻璃微珠粒