碳纖維增強聚苯硫醚PPS的應用優(yōu)勢
聚苯硫醚PPS樹脂強度和硬度都比較高,機械性能良好,適應于多種成型和加工方法,可以實現(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,要達到430℃-460℃時才會分解,阻燃等級高,200℃下不溶于絕大多數(shù)的有機溶劑,電絕緣性優(yōu)異。作為特種工程塑料,PPS優(yōu)勢突出,但是缺陷也是存在的,比如因為大量的苯環(huán)使其抗沖擊性能和伸長率不夠好,但是通過碳纖維增強的方式,能進一步提高材料的性能強度和熱穩(wěn)定性能,從而更好地展現(xiàn)出該材料的應用價值。
通過碳纖維的增強性介入,聚苯硫醚PPS的韌性和強度可以得到大幅度的提高和改善,成為最常用的復合材料之一。將其用于起落架、機翼、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,這種復合材料具有成本低、易加工等優(yōu)點,成本能減少20%-50%。
碳纖維增強聚苯硫醚(PPS)在歐洲發(fā)達國家的工業(yè)領域的應用已經(jīng)非常廣泛,但是國內(nèi)的應用水平與之相比差距還很大,這一方面是因為受PPS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PPS復合材料的應用技術,這既包括復合材料的制備能力,也包括復合材料制品的開發(fā)能力。
碳纖維增強體與PPS樹脂基體之間必須保持高粘結(jié)性,在制品承受應力時,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,除了提升復合材料的力學性能外,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樹脂和碳纖維增強體充分接觸、充分浸潤,使纖維體在均勻分散的情況下實現(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,還具有較強的高溫流動性,在高于熔融溫度30-50℃時,其熔融的粘度又會大幅度降低。為了解決這個關鍵性的問題,我們無錫智上新材采用熔融浸漬法制備連續(xù)性碳纖維增強聚苯硫醚預浸帶,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PPS預浸帶。結(jié)合熱固性和熱塑性復合材料制品的生產(chǎn)技術和成型工藝,能夠支持和實現(xiàn)碳纖維增強PPS在汽車、工業(yè)機械等諸多領域的零部件應用。
由于產(chǎn)品性能優(yōu)勢明顯、價格適中、適應性廣,碳纖維增強聚苯硫醚(PPS)復合材料有望成為最具有發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧现?。隨著市場的接受度越來越強,碳纖維增強PPS的應用市場也會逐步打開,這種新型復合材料將會在工業(yè)領域之外,發(fā)揮出更多的作用。
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