玻璃纤维织物增强pps复合材料层板制备与表征

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1、摘要玻璃纤维织物增强聚苯硫醚复合材料层板制备与表征材料加工工程专业研究生赵小川指导教师杨杰教授复合材料相对均质材料具有高比强度、高比模量，良好的抗疲劳性，优异的减震性，独特的各向异性，方便的可设计性使得它越来越多的应用于航天航空工业、汽车制造业、军事工业等各个方面领域。聚苯硫醚(PPS)作为广泛应用的第六大特种工程塑料，具有优良的热稳定性、良好的电绝缘性、耐腐蚀性和自阻燃性，是制造先进性复合材料理想的基体材料。本文采用粉末叠层制造工艺制备出了高性能的纤维织物增强聚苯硫醚复合材料层板，通过对成型工艺和拉伸力学实验找到在温

2、度318℃、压强2，5-3MPa、恒温时间为15rain时制备的复合材料层板力学性能最好，但通过对其断裂新貌和微观力学分析可知，复合材料层板分层是主要的破坏形式。本文采用对纤维改性和纤维毡叠层的使用，研究了它们对力学性能的影响，通过对其断裂新貌分析发现分层现象得到了有效的控制，采用端缺口弯曲实验(ENF)进一步分析了各配方复合材料层板的Ⅱ型断裂韧性，并结合动态力学分析(DMA)实验研究了复合材料的动态力学性能以及改性对玻璃化转变温度的影响，利用扫描电镜(SEM)观察了复合材料层板的形貌，最后采用一种新的简便制备微珠脱粘

3、试样的方法测得了炭纤维(CF)与PPS界面剪切强度(IFSS)的大小为10．59MPa，测得GF／PPS改性前后IFSS平均值分别为2．0MPa和2．8MPa，改性后的IFSS提高了40％。本论文得到的主要研究结果为：硅烷偶联剂添加含量2wt％的复合材料层板四川大学硕士学位论文拉伸强度、弯曲强度最好，而1wt％添加量的复合材料层板弯曲模量最好；玻璃纤维毡能有效地抑制复合材料因剪切而造成的层间断裂；同时采用KH550处理玻璃纤维表面和玻璃纤维毡的复合材料力学性能优异，能同时抑制边界分层和剪切分层，因此综合力学性能最好，其

4、层间断裂韧性G。。值高达17092I／m2，比没有经过改l生的试样G。。值高出333．3J／m2；DMA实验表明，复合材料层板在108℃以下具有高的储能模量；在玻璃化温度左右，其储能模量下降，但仍维持较高的水平；采用自然冷却方式的复合材料层板结晶完善，没有冷结晶现象发生；采用KH550改性的复合材料层板Tg比未改性的复合材料层板低l^3℃，采用玻璃纤维毡改性的复合材料层板T窖比未改性的复合材料层板高3．3℃。同时采用KH550改性和玻璃纤维毡改性的复合材料层板№最低；这些结果从不同方面都证明采用KH550和玻璃纤维毡的

5、改性方法能有效的抑制复合材料层板分层现象的发生，因此其力学性能在所研究的组分中也最好。关键词：聚苯硫醚纤维织物玻璃纤维毡层合板硅烷偶联剂端缺El弯曲界面剪切强度ABSTRACTFabricateandanalysisGFwovenfabricreinforcedPPScompositesMajor：MaterialsProcessingEngineeringPostgraduate：ZhaoXiaochtmaComparedwithhomogeneousmaterials，compositematerialshaveh

6、i班specificstrength，specificmodule，wellresistfatigue，advantageshockabsorption,anduniqueanJsotropic，convenientopportunitiesindesign．Compositesappliedinaviation,autoandmilitaryfieldmoreandmore．Asthesixthhi曲performanceplastics，Poly(phenylenesulfide)fePs)hasbeenwidel

7、yusedasmatrixofadvancedcompositematerials(ACM)duetoitsgoodcombinationofpropertiessuchashighthermalstabilityandelectricalinsulatingability,corrosionresistanceandselfexcellentflameretardant．Abi曲performancewovenfabricreinforcedPPScompositelaminateshavebeenfabricate

8、dbypowderlaminamethod．Thoughanalysisofmanufactureparameterandtensilestrengthdata,thebestprocessingparameterhasbeenfoundthatis15rainunder318。Cand2．5-3MPa．Everyspecimen