聚醚醚酮/多壁碳纳米管复合材料力学及阻燃性能研究

通过熔融共混法将聚醚醚酮(PEEK)与多壁碳纳米管(MWCNT)混合,利用模压法制备了MWCNT增强型PEEK复合材料,研究了MWCNT对PEEK性能的影响。结果表明,添加一定比例的MWCNT能够提高PEEK的力学和阻燃性能;当MWCNT含量为5%(质量分数,下同)时,PEEK的弯曲强度提高了53%;当MWCNT含量为1%时,锥形量热法测得的热释放速率峰值最低,燃烧性能指数最大,热重分析显示初始分解温度较纯PEEK提高了13℃,表明MWCNT有效地提高了PEEK的阻燃和热稳定性能。

PMMA/MWNT复合材料燃烧特性

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,多壁碳纳米管(MWNT)为阻燃剂,采用原位聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯/多壁碳纳米管复合材料。使用不同辐射强度的锥形量热仪和UL94分级测试,研究了复合材料的燃烧特性。锥形量热仪测试结果表明,50kW/m2辐射强度下,加入1.0%碳纳米管的PMMA复合材料热释放速率峰值降低幅度最大;高辐射强度下,碳纳米管对PMMA复合材料燃烧特性的影响减弱。UL94分级测试结果表明,碳纳米管的添加可以抑制PMMA复合材料的熔滴行为。

不同功能化碳纳米管对聚醚醚酮阻燃性能的影响

以聚醚醚酮(PEEK)为基体,碳纳米管(MWNTs)、羟基化碳纳米管(MWNTs-OH)、羧基化碳纳米管(MWNTs-COOH)为添加剂,通过熔融共混、模压成型的方法制备了3种不同的PEEK/MWNTs复合材料,通过热重分析法、锥形量热法对复合材料的热稳定性、阻燃特性进行研究。结果表明:纯聚醚醚酮材料比碳纳米管/聚醚醚酮试样容易点燃;羧基化碳纳米管/聚醚醚酮试样相比于其他的试样拥有更低的平均释放速率和热释放速率峰值(PHRR),PHRR较单纯的聚醚醚酮降低了16%;初始氧化温度达到507℃,具有较好的热稳定性。

氧化硼-磷酸浸渍对中间相炭微球复合材料抗氧化及力学性能的影响

以原位缩聚法制备的中间相炭微球/碳纳米管(MCMB/CNTs)复合微球为原料,通过添加氧化硼(B2O3)粉体和磷酸浸渍对该复合材料进行了基体和表面改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、三点弯曲法、热重分析(TG)以及恒温氧化测试方法对复合材料的表面形貌、弯曲强度以及抗氧化性能进行了表征与测试。结果表明:添加适量的B2O3可以有效提升复合材料的抗氧化性能和弯曲强度,B2O3含量超过2%时,复合材料的弯曲强度逐渐下降。将含有2%B2O3的复合材料试样进行磷酸浸渍处理后,试样的弯曲强度可达66 MPa,初始氧化温度520℃,经过500℃恒温氧化60 min后其氧化失重率仅为5%,弯曲强度仍达到50.3 MPa。

熔融温度对PEEK/MWNT-COOH复合材料的力学与阻燃性能的影响

通过模压成型的方法制备了不同熔融温度的聚醚醚酮(PEEK)/羧基化碳纳米管(MWNT-COOH)复合材料。利用热重分析(TG)、锥形量热法以及三点弯曲法等手段研究了不同熔融温度对复合材料的热稳定性、阻燃特性以及力学性能的影响。结果表明:400℃熔融温度下的复合材料具有较好的热稳定性,初始氧化温度高达500℃;在400℃熔融温度下处理后试样的弯曲强度最高达到202.0MPa;400℃熔融温度下的复合材料试样的点燃时间和最大热释放速率(TTI/PHRR)的比值最高达到0.258,具有较好的阻燃性能。

石墨化碳纳米管对聚醚醚酮力学及阻燃性能的影响

通过超声分散、熔融共混、高温模压的方法制备了石墨化碳纳米管增强聚醚醚酮型复合材料,碳纳米管质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%。采用弯曲测试、热重分析、锥形量热等方法对材料的力学性能、热稳定性、阻燃性能进行了分析。结果表明:碳纳米管的添加能够有效增强聚醚醚酮的力学和阻燃性能。当碳纳米管质量分数为5%时,聚醚醚酮的弯曲强度最高,为258.2 MPa;热重分析显示,石墨化碳纳米管有效地延缓了聚醚醚酮的热分解速度;锥形量热法测得的热释放速率峰值最低,具有较好的阻燃性能。