聚芳醚酮树脂非等温结晶动力学及其复合材料湿热老化性能

TB332; 聚芳醚酮(poly(aryl ether ketone),PAEK)热塑性复合材料因其突出的韧性、耐老化性能、耐疲劳性能,以及成型加工低成本、高效率、可回收等一系列优势,得以替代部分传统热固性复合材料,并已在国外航空等高端工业领域取得成功应用.PAEK是一种半结晶高聚物,复合材料不同的成型工艺条件导致树脂基体聚集态结构的差异,对其力学性能、耐老化性能等均存在显著的影响.对国产PAEK树脂的结晶动力学进行了研究,通过控制成型降温条件,采用模压工艺制备了树脂结晶度不同的连续碳纤维增强复合材料,并对其进行了湿热老化处理,评价了老化处理前后复合材料的弯曲性能.结果表明:采用较大的降温速率...

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Published in材料工程 Vol. 50; no. 10; pp. 139 - 147
Main Authors 张金栋, 孙洪霖, 刘刚, 姚佳楠, 陈春海, 王明
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 东华大学 材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室先进低维材料中心,上海 201620 01.10.2022
Subjects
聚芳醚酮复合材料
成型工艺
非等温结晶动力学
湿热老化
弯曲强度
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ISSN1001-4381
DOI10.11868/j.issn.1001-4381.2021.000634

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Abstract TB332; 聚芳醚酮(poly(aryl ether ketone),PAEK)热塑性复合材料因其突出的韧性、耐老化性能、耐疲劳性能,以及成型加工低成本、高效率、可回收等一系列优势,得以替代部分传统热固性复合材料,并已在国外航空等高端工业领域取得成功应用.PAEK是一种半结晶高聚物,复合材料不同的成型工艺条件导致树脂基体聚集态结构的差异,对其力学性能、耐老化性能等均存在显著的影响.对国产PAEK树脂的结晶动力学进行了研究,通过控制成型降温条件,采用模压工艺制备了树脂结晶度不同的连续碳纤维增强复合材料,并对其进行了湿热老化处理,评价了老化处理前后复合材料的弯曲性能.结果表明:采用较大的降温速率能够提高树脂的结晶速率,但会降低树脂的结晶度.在随炉冷却、空气冷却和水冷却三种不同的降温条件下,制备的复合材料结晶度分别约为36.3％,29.7％,26.5％,结晶度的显著差别导致复合材料的弯曲强度随结晶度的降低而减小.经湿热老化处理240 h后的弯曲强度保留率分别为88.8％,86.7％,86.6％,较高的结晶度能够较好地抵抗水对复合材料界面的破坏,提升复合材料的耐湿热老化性能.
AbstractList TB332; 聚芳醚酮(poly(aryl ether ketone),PAEK)热塑性复合材料因其突出的韧性、耐老化性能、耐疲劳性能,以及成型加工低成本、高效率、可回收等一系列优势,得以替代部分传统热固性复合材料,并已在国外航空等高端工业领域取得成功应用.PAEK是一种半结晶高聚物,复合材料不同的成型工艺条件导致树脂基体聚集态结构的差异,对其力学性能、耐老化性能等均存在显著的影响.对国产PAEK树脂的结晶动力学进行了研究,通过控制成型降温条件,采用模压工艺制备了树脂结晶度不同的连续碳纤维增强复合材料,并对其进行了湿热老化处理,评价了老化处理前后复合材料的弯曲性能.结果表明:采用较大的降温速率能够提高树脂的结晶速率,但会降低树脂的结晶度.在随炉冷却、空气冷却和水冷却三种不同的降温条件下,制备的复合材料结晶度分别约为36.3％,29.7％,26.5％,结晶度的显著差别导致复合材料的弯曲强度随结晶度的降低而减小.经湿热老化处理240 h后的弯曲强度保留率分别为88.8％,86.7％,86.6％,较高的结晶度能够较好地抵抗水对复合材料界面的破坏,提升复合材料的耐湿热老化性能.
Author 刘刚
孙洪霖
陈春海
姚佳楠
张金栋
王明
AuthorAffiliation 东华大学 材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室先进低维材料中心,上海 201620
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