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      PPS材料及其長/短玻纖增強復合材料性能

         日期:2022-09-21     來源:長纖廈門新材料    瀏覽:5147    評論:0    
      核心提示:PPS長纖維增強熱塑性復合材料的樹脂基體涉及通用和特種工程塑料,廈門長纖十多年來一直專注于LFT該領域,種類齊全,包括PP、PA、
       PPS
       
      長纖維增強熱塑性復合材料的樹脂基體涉及通用和特種工程塑料,廈門長纖十多年來一直專注于LFT該領域,種類齊全,包括PP、PA、MXD6、PPA、PC、PBT、TPU、PPS、PEEK等。而PPS是一種綜合性能優異的熱塑性特種工程塑料,是特種工程塑料較為典型的代表,俗稱“塑料黃金”。
       
      PPS具有以下顯著的優越性能
       
      PPS具有優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩定性以及優良的電性能等特點。而且相較于其它高性能熱塑性工程塑料PPS具有易加工、成本低、與其他材料粘合性好等特點,因此成為制造復合材料的優良樹脂基體。
       
      PPS材料雖然有很多優點,但純的PPS材料不僅脆性大,耐沖擊性能差,而且加工困難、價格昂貴。為了改善這些缺陷,我們需要對其進行改性,經過改性的PPS材料可以提升其導熱性能、耐磨性能、耐高溫性能。
      PPS加短玻纖(SGF)復合材料具有強度高、耐熱高、阻燃、易加工、成本低等優點,在汽車、電子、電氣、機械、儀器、航空、航天、軍事等領域取得了應用。
       
       
       
      PPS加長玻纖(LGF)復合材料具有高韌性、低翹曲、耐疲勞、良好的制品外觀等優點,可用于熱水器的葉輪、泵殼、接頭、閥門、化工泵葉輪與外殼、冷卻水葉輪與外殼、家電零部件等。
       
       
       
      那么短玻纖(SGF)和長玻纖(LGF)增強PPS的復合材料的性能具體有何差異呢?
       
      力學性能分析
       
       
       
      樹脂基體中增加的增強纖維可形成支撐骨架,受到外力作用時,增強纖維可以有效地承擔外界載荷的作用;同時可以通過斷裂、變形等方式吸收能量,提高樹脂的力學性能。
       
      因此,提高玻纖的加入量,它的拉伸強度和彎曲強度都逐步地增加。PPS/LGF復合材料的拉伸和彎曲性能比PPS/SGF復合材料均更高。PPS/LGF復合材料的拉伸強度、彎曲強度和彎曲彈性模量比PPS/SGF復合材料分別提高了11.0%,18.9%和11.3%。PPS/LGF復合材料中玻纖的長度保留率更高,在同樣玻纖含量條件下,復合材料的抗載荷能力更強,力學性能更佳。
       
      下圖為PPS/LGF和PPS/SGF復合材料的缺口沖擊強度和無缺口沖擊強度。
       
       
      可見,長玻纖復合材料的沖擊性能比短玻纖復合材料增強3-5倍。而且,隨著玻纖含量的增加,復合材料中玻纖可以形成有效的空間網絡,且增強作用大于玻纖尖端的作用,在受到外加載荷作用下更好地將外加載荷傳遞給增強纖維,進而提升復合材料的整體性能,而在PPS/LGF體系中玻纖的長度更長,空間網絡更為密實,增強玻纖承載能力更強,其沖擊強度也更佳。
       
       
       
      PPS/SGF和PPS/LGF復合材料熱性能分析
       
       
      結果顯示,玻纖的引入大幅度地提高復合材料的耐熱性能,主要原因是玻纖使復合材料內部形成增強纖維的網絡骨架,極大地提高它的耐熱性能,而PPS/LGF中玻纖尺寸更長,耐熱性能提高優勢更加明顯。
       
       
       
      PPS/SGF和PPS/LGF復合材料斷面分析
       
      可見,玻纖在樹脂中較好的分散,隨著玻纖含量的增加,復合材料內部增強纖維網絡的構建更加完善;這也是復合材料整體力學性能隨著玻纖含量增加而提升的主要原因。對比PPS/SGF和PPS/LGF復合材料,PPS/LGF復合材料中的玻纖保留率更高,這也是PPS/LGF復合材料力學性能更為優異的主要原因。
      綜上,PPS/LGF與PPS/SGF材料相比,機械性能提升2-5倍。拉伸強度、彎曲強度、彎曲彈性模量、缺口沖擊強度和無缺口沖擊強度比PPS/SGF材料均有提升。
       
       
      廈門長纖增強PPS系列是以20%~70%的長玻纖/長碳纖增強的聚苯硫醚復合材料,機械性能優異,密度低,韌性好,耐高溫,絕緣阻燃,低飛邊,高流動和化學性能優越,是優良的金屬和陶瓷的替代品,在各個領域有均廣泛的應用。
       
       
       
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