碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚PPS的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
聚苯硫醚PPS樹脂強(qiáng)度和硬度都比較高,機(jī)械性能良好,適應(yīng)于多種成型和加工方法,可以實(shí)現(xiàn)二次精密成型,制品的尺寸穩(wěn)定性較好。其吸濕率僅有0.03%,密度小,熔融溫度Tm為285℃,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為90℃,熱穩(wěn)定性非常好,在空氣狀態(tài)下,要達(dá)到430℃-460℃時(shí)才會(huì)分解,阻燃等級(jí)高,200℃下不溶于絕大多數(shù)的有機(jī)溶劑,電絕緣性優(yōu)異。作為特種工程塑料,PPS優(yōu)勢(shì)突出,但是缺陷也是存在的,比如因?yàn)榇罅康谋江h(huán)使其抗沖擊性能和伸長率不夠好,但是通過碳纖維增強(qiáng)的方式,能進(jìn)一步提高材料的性能強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性能,從而更好地展現(xiàn)出該材料的應(yīng)用價(jià)值。
通過碳纖維的增強(qiáng)性介入,聚苯硫醚PPS的韌性和強(qiáng)度可以得到大幅度的提高和改善,成為最常用的復(fù)合材料之一。將其用于起落架、機(jī)翼、艙門、油箱口蓋、J型鼻錐、艙內(nèi)飾等部件中,不僅有利于增加這些部位的抗沖擊、耐高溫和耐腐蝕性能,更能通過質(zhì)量上的減輕,提升載荷效率,減少油耗。與金屬相比,這種復(fù)合材料具有成本低、易加工等優(yōu)點(diǎn),成本能減少20%-50%。
碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚(PPS)在歐洲發(fā)達(dá)國家的工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,但是國內(nèi)的應(yīng)用水平與之相比差距還很大,這一方面是因?yàn)槭躊PS樹脂等原材料生產(chǎn)能力的限制,另一方面是受制于碳纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料的應(yīng)用技術(shù),這既包括復(fù)合材料的制備能力,也包括復(fù)合材料制品的開發(fā)能力。
碳纖維增強(qiáng)體與PPS樹脂基體之間必須保持高粘結(jié)性,在制品承受應(yīng)力時(shí),這種高粘結(jié)性有助界面將外界載荷有效地傳遞到纖維上,除了提升復(fù)合材料的力學(xué)性能外,還能有效防止裂紋在界面間脫膠。要想使樹脂基體與碳纖維增強(qiáng)體之間形成高粘結(jié)性,就要使熔融態(tài)的PPS樹脂和碳纖維增強(qiáng)體充分接觸、充分浸潤,使纖維體在均勻分散的情況下實(shí)現(xiàn)良好的浸漬效果。
但是,聚苯硫醚樹脂(PPS)在200℃下不溶于任何溶劑,還具有較強(qiáng)的高溫流動(dòng)性,在高于熔融溫度30-50℃時(shí),其熔融的粘度又會(huì)大幅度降低。為了解決這個(gè)關(guān)鍵性的問題,我們無錫智上新材采用熔融浸漬法制備連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚預(yù)浸帶,在制備過程中,通過有效控制轉(zhuǎn)速、壓力輥等方面的參數(shù),制備出樹脂分布均勻、纖維含量可控的碳纖維增強(qiáng)PPS預(yù)浸帶。結(jié)合熱固性和熱塑性復(fù)合材料制品的生產(chǎn)技術(shù)和成型工藝,能夠支持和實(shí)現(xiàn)碳纖維增強(qiáng)PPS在汽車、工業(yè)機(jī)械等諸多領(lǐng)域的零部件應(yīng)用。
由于產(chǎn)品性能優(yōu)勢(shì)明顯、價(jià)格適中、適應(yīng)性廣,碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚(PPS)復(fù)合材料有望成為最具有發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧现?。隨著市場(chǎng)的接受度越來越強(qiáng),碳纖維增強(qiáng)PPS的應(yīng)用市場(chǎng)也會(huì)逐步打開,這種新型復(fù)合材料將會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域之外,發(fā)揮出更多的作用。
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