辐照对石墨填充酚酞聚芳醚酮复合材料摩擦磨损性能的影响

用MM 200型摩擦磨损试验机考察了辐照对石墨填充酚酞聚芳醚酮(PEK C)复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,经高能电子辐照,PEK C复合材料的摩擦磨损性能得到了改善;当辐照剂量较小(5×104Gy)时,辐照对30%石墨复合材料的摩擦磨损性能影响较小;而当辐照剂量较大(1×107Gy)时,辐照对30%石墨复合材料的摩擦磨损性能影响较大。

高能电子辐照对PTFE填充酚酞聚芳醚酮复合材料摩擦磨损性能的影响

用MM 2 0 0型摩擦磨损试验机考察了辐照对PTFE填充酚酞聚芳醚酮复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明 :PEK C复合材料经辐照后其摩擦磨损性能变差。电镜分析表明 ,辐照样品的磨屑大于未辐照后样品的磨屑。辐照样品的磨损表面梨沟较明显 ,而未辐照样品的磨损表面无犁沟槽 ,且表面比较光滑。而电子探针微区分析EPMA表明 ,辐照样品与钢环对磨后 ,其摩擦表面较粗糙 ,钢环表面没有形成连续、均匀的转移膜 ;而未辐照样品与钢环对磨后 ,它们的摩擦表面较光滑 ,钢环表面均形成了较连续、均匀的转移膜。

酚酞聚芳醚腈酮/氮化硼导热复合材料的制备与性能

以酚酞基聚芳醚腈酮(PEK-CN)为基体树脂,氮化硼(BN)为导热填料,采用粉末共混法和高温模压法制备了PEK-CN/BN导热复合材料,探究了BN粒径大小及粒径复配对PEK-CN/BN复合材料导热性能和热力学性能的影响。BN的添加能有效提升PEK-CN/BN复合材料的导热性能,当BN质量分数为30%时,复合材料的导热系数随BN粒径的增大呈现先减小后增大的趋势。当BN粒径为20μm时,导热系数达到最大值0.708 W/(m·K),较纯PEK-CN提高约83.3%。将粒径为10和2.6μm的BN按照质量配比3∶2制备的复合材料,其导热系数的最大值为0.961 W/(m·K),是纯PEK-CN导热系数的3.83倍,复合材料的导热性能得到显著增强。

磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜复合质子交换膜的制备与性能

如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯基引入到PAEKS中,制备了一系列磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜交联复合膜cr-SPAEKS-x(其中x代表复合膜中磺酸基团的含量),利用核磁共振波谱及红外光谱对其进行了表征.由扫描电子显微镜照片可见,SPS和苯乙烯磺酸钠在交联复合膜中分布非常均匀,没有发生任何分相现象.交联网络结构的形成提高了膜的热稳定性、氧化稳定性及力学性能.同时其独特的亲/疏水相分离结构和交联网络结构也有效提高了交联复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能,80℃时磺酸基团含量最高的cr-SPAEKS-120%膜在高达63.5%的吸水率下溶胀率仅为20.1%,甲醇渗透系数最高为3.47×10^(-7) cm^(2)/s,远低于Nafion117的23.80×10^(-7) cm^(2)/s.独特的链结构形成的亲/疏水相分离结构使得该系列膜具有较好的质子传导性能,cr-SPAEKS-120%膜在20和80℃下的质子传导率分别达到0.043和0.113 S/cm,可见该系列交联复合膜在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景.

磺化聚乙烯醇/侧链磺化聚芳醚酮交联复合膜的制备与性能

通过溶液共混热处理方法,制备了磺化聚乙烯醇(SPVA)含量不同的SPVA/侧链磺化聚芳醚酮交联复合膜(Cr-SSPxx)。交联网络结构有效增强了交联复合膜的力学性能、热稳定性、氧化稳定性及尺寸稳定性,扫描电镜显示,交联复合膜呈现了更好的相容性和均一性。随交联度增加,交联复合膜的溶胀率呈现明显下降趋势,在25℃和80℃时,Cr-SSP30膜的溶胀率分别仅有3.7%和7.6%。由于SPVA对醇有阻碍作用,以及交联网络结构增加了膜的致密性,故该系列Cr-SSPxx膜展现出非常优秀的阻醇性能,交联复合膜的甲醇渗透率明显低于纯S-SPAEK膜和磺化聚乙烯醇/侧链型磺化聚芳醚酮复合膜,Cr-SSP30膜的甲醇渗透率仅为9.4×10^(-8) cm^(2)/s。虽然与磺化聚乙烯醇/侧链型磺化聚芳醚酮复合膜相比,交联复合膜的质子传导率有所降低,但由于独特的侧链磺化结构能够促进质子传导,质子传导率最低的Cr-SSP30膜的传导率在25℃和80℃时也都分别达到了0.034 S/cm和0.065 S/cm,同时表现出了更高的质子选择性,能够满足直接甲醇燃料电池(DMFC)的使用要求,有望在DMFC中得到应用。

抗辐照酚酞聚芳醚酮基自润滑复合材料的研制

采用二硫化钼、石墨、碳纤维和氟化镧研制了一种抗辐照的酚酞聚芳醚酮基自润滑复合材料。介绍了此材料的制备工艺和性能 ,研究了几种添加剂的配比对复合材料的影响。结果表明 ,在酚酞聚芳醚酮中添加二硫化钼和石墨可明显改善材料的摩擦磨损性能 ,加入碳纤维和氟化镧不仅可提高复合材料的机械强度 ,而且还使摩擦磨损性能在一定程度上得到改善。加入上述添加剂均可提高复合材料的抗辐照性。

杂萘联苯聚芳醚酮表面水凝胶涂层的制备及其抗菌性能

在杂萘联苯聚芳醚酮(PPEK)与银粉掺杂制备的复合材料表面造孔后,采用银离子催化表面自由基聚合法制备聚丙烯酸/丙烯酰胺水凝胶涂层。通过傅里叶变换红外光谱仪、钨灯丝扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对水凝胶涂层的结构与性能进行表征,并研究水凝胶涂层改性PPEK的抑菌作用及其细胞相容性。结果表明:PPEK表面造孔后,涂层与基体材料的结合能从185.83 J/m^(2)提高到926.26 J/m^(2);该水凝胶涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到95%以上,且无细胞毒性,扩大了PPEK在医疗卫生领域的应用。

酚酞型聚芳醚砜导电复合材料的制备条件与其性能的关系

酚酞型聚芳醚砜是一种新型高性能工程塑料,由它与碳纤维和炭黑复合制成的导电复合材料具有优良的综合性能。本文研究了这种复合材料的制备加工工艺,如导电填料、共混方法、热处理等对其性能的影响以及材料的力学性能。

酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料的制备与性能

采用高温模压法,以酚酞聚芳醚腈酮(PEK-CN)为基体,不同种类的石墨烯(GR)为导热填料,制备了PEK-CN/GR导热复合材料,考察了石墨烯种类的差异对PEK-CN/GR导热复合材料导热性能、热稳定性和界面结合情况的影响。结果表明,不同种类石墨烯的加入均能有效地提高PEK-CN/GR的导热系数与玻璃化转变温度,填料为浆料石墨烯时复合材料的导热系数和玻璃化转变温度分别为0.51 W/(m·K)和231.32℃,当填料为浆料石墨烯、羧基化石墨烯时复合材料的储能模量、损耗模量高于纯PEK-CN。石墨烯与基体结合更加紧密,有更高的界面结合强度。

可控交联聚芳醚酮热塑性复合材料的制备及电子束辐照对其结构和性能的影响

报道了一种可溶性可控交联聚芳醚酮(CCPAEK)热塑性复合材料的制备方法。通过不同温度下CCPAEK树脂熔融指数的测定,得到合适的热塑性复合材料成型温度及压力制度。研究了CCPAEK的电子束(EB)辐照交联特性,对热塑性复合材料进行一定剂量的EB辐照处理,并考察了辐照对复合材料结构和性能的影响。DSC及DMTA分析结果表明,复合材料辐照后的玻璃化转变温度有所增加。辐照后复合材料的弯曲强度得到明显提高,但弯曲模量和层间剪切强度基本不变。SEM分析说明辐照对材料的界面性能无明显影响。

聚醚醚酮/含萘聚芳醚酮改性碳纳米管复合材料的制备及性能

制备了一种含萘聚芳醚酮(Nap-PAEK),以其作为表面修饰剂对多壁碳纳米管填料进行了表面包覆.采用包覆后的多壁碳纳米管与聚醚醚酮(PEEK)进行物理共混得到一系列聚醚醚酮/碳纳米管复合材料,并研究其力学性能和热性能.研究结果表明,由于含萘聚芳醚酮与多壁碳纳米管之间存在较强的π-π相互作用,因此较好地改善了多壁碳纳米管在溶液和树脂基体中的分散性.修饰后的多壁碳纳米管在N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液中的分散量较修饰前提升了10倍,而采用修饰后的多壁碳纳米管制备的聚醚醚酮复合材料,在碳纳米管添加量仅为2%(质量分数)时,复合材料较纯PEEK树脂的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了14. 5%和116. 7%,实现了对聚醚醚酮树脂的同步增强增韧效果,而且复合材料的耐热性能也有较大提升.

硅土/酚酞聚芳醚砜复合材料的制备及性能

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对硅土进行功能化改性,将功能化的硅土掺入酚酞聚芳醚砜(PES-C)中制备复合材料,并对其热学性能、力学性能及阻隔性能进行表征分析。结果表明,γ-氨丙基三乙氧基硅烷使硅土片层的层间距变大,使硅土处于半剥离状态,且通过溶液共混将表面修饰的片层硅土掺杂于PES-C中更有利于PES-C分子链的插入。所制备的复合材料的T-5%、T-10%和T max分别提升了10.2、10和3.9℃。另外,复合材料的拉伸强度提升8.4 MPa,断裂伸长率提升2.4%,模量提升560.7 MPa。复合材料的氧气渗透系数(P O 2)降低77.4%。

酚酞聚芳醚砜/灌流硅胶微球复合材料的耐热性能研究

利用热重分析仪对PES-C/PSM复合材料的耐热性能进行分析,并以Kissinger法研究其热分解动力学,计算热分解表观活化能Ea。结果表明,在空气氛下复合材料的热分解温度随PSM含量的增大而升高,且当PSM的含量提高至1.0%,复合材料的热分解结束温度提高了41.29℃。复合材料的表观热降解活化能随PSM含量的增加而增大,与纯PES-C(Ea_(PES-C)=241 kJ/mol)相比,当PSM含量为1.0%时,PES-C/PSM复合材料的活化能为264.76 kJ/mol,较纯PES-C提高了9.86%。

新型杂环聚芳醚及其复合材料在核主泵机组的应用

杂萘联苯聚芳醚系列高性能树脂具有扭曲、非平面全芳环结构,综合性能优异。杂萘联苯结构赋予聚合物耐高温可溶解的特性,解决了传统高性能工程塑料耐热性和溶解性间的技术矛盾。与传统聚芳醚相比,该系列树脂具有价格低廉、性能优异、加工方式多样等优点,应用领域广阔;目前已广泛应用于车辆船舶、电子电气、核能、航天航空、石油化工等诸多领域。本文主要介绍了含二氮杂萘酮联苯结构热塑性聚芳醚树脂及其纤维增强、颗粒填充等复合材料研究进展。研究结果表明,该类聚芳醚热塑性树脂复合材料具有优异的耐热性能、机械性能和耐辐照性能,拥有广阔的应用前景。

成型温度对CF/PPEK复合材料的缺陷和力学性能影响

分别采用溶液浸渍法及真空热压成型法制备了连续碳纤维增强含杂萘联苯结构聚芳醚酮(CF/PPEK)预浸料和复合材料,对不同成型温度制备的复合材料进行了超声相控阵和三维X射线显微镜(XRM)无损检测,利用旋转流变仪、电子万能试验机、动态力学分析仪(DMA)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜对CF/PPEK复合材料进行了表征,系统研究了成型温度对纤维的浸润质量以及复合材料孔隙率、弯曲行为和层间剪切性能的影响,通过力学性能分析和断口形貌表征研究了断裂机理及缺陷对其性能产生的影响。试验结果表明:成型温度为350℃时,CF/PPEK复合材料的弯曲模量和层间剪切强度分别为125 GPa和64 MPa;成型温度为360℃时,CF/PPEK复合材料的缺陷最少,弯曲强度可达1376 MPa;而370℃高温下,复合材料出现明显缺陷,各方面性能急剧下降。

氯甲基化杂萘联苯聚芳醚酮的热交联及性能

对杂萘联苯聚芳醚酮(PPEK)进行氯甲基化改性,得到一系列不同氯甲基化程度(DCM)的氯甲基化杂萘联苯聚芳醚酮(CMPPEK),以三氯化铝为催化剂,采用热交联的方式制备得到TMPPEK耐溶剂膜,考察了热处理温度和DCM对TMPPEK膜结构和性能的影响。结果表明,随着热处理温度和DCM的增加,膜交联程度增加,耐溶剂性能逐渐增强,同时热稳定性也有所提高;当热处理温度为120℃时,膜在N-甲基吡咯烷酮、乙醇和四氢呋喃等有机溶剂中的凝胶含量介于90%~99%;当DCM在2.34 mmol/g以上时,膜在N,N-二甲基乙酰胺等有机溶剂中的凝胶含量高于90%,表明TMPPEK膜具有优异的耐溶剂性。

高耐热聚芳醚酮固化邻苯二甲腈树脂

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4,4’-二氟二苯甲酮和4-氨基苯酚为原料,通过两步一锅法合成了一种新型的氨基封端杂萘联苯聚芳醚酮(A-PPEK),采用差示扫描量热法(DSC)探究了其对间苯二酚基邻苯二甲腈(DPPH)的固化性能。相比于常用的芳香二胺固化剂4,4’-二氨基二苯砜(DDS),A-PPEK的5%热失重温度(T_(d5%))提高了69.3℃。另外,与DDS在400℃时快速升华不同,A-PPEK在相同温度下的质量保留率仍>95%,说明A-PPEK可以有效解决小分子固化剂高温下分解,容易在邻苯二甲腈树脂中形成缺陷的问题。一系列实验表明,以A-PPEK固化DPPH,体系具有优异的耐热性和加工流动性,当A-PPEK含量为DPPH质量的10%时,固化树脂的T_(d5%)可达553.2℃,玻璃化转变温度高于实验测试范围380℃,最低黏度可达0.167 Pa·s。

磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚芳醚酮膜的制备

以1′,4-二(1,1′-联苯基)-6,6′-双二氮杂萘-1,4′-二酮、4-(4-羟苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮和4,4′-二氟二苯酮进行共聚合,经磺化改性制备了新型磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚醚酮(SPDPEKs).通过核磁共振波谱、红外光谱对SPDPEKs的结构进行表征.采用溶液浇铸法制备了SPDPEKs质子交换膜,对其离子交换容量(IEC)、溶胀率、质子传导率以及耐氧化性进行了测试.结果表明:SPDPEK质子交换膜的IEC介于0.75~1.77 mmol/g之间,在80℃下的吸水率介于9.2%~30.2%之间,溶胀率低于10%;SPDPEKs膜在95℃的质子传导率介于53.3~146.2 mS/cm,在80℃芬顿试剂中的破裂时间在3.4~5.3 h之间,溶解时间则介于12~36 h.SPDPEKs膜表现出良好的尺寸稳定性、质子传导性和耐氧化稳定性.

连续碳纤维增强杂萘联苯共聚芳醚砜复合材料的制备及力学性能

以含二氮杂萘酮联苯共聚芳醚砜(PPBES)为树脂基体,连续碳纤维T700-12K为增强材料,采用溶液浸渍和模压成型的方法制备出单向复合材料。通过对复合材料样条进行三点弯曲以及短梁剪切力学性能测试,考察了复合材料纤维体积分数、模压成型温度、成型压力及保压时间对复合材料弯曲强度、模量及层间剪切强度的影响。分别测试了复合材料在干态及湿态下的高温力学性能的变化规律。结果表明,当复合材料纤维体积分数为63%,模压成型温度为350℃,成型压力为4 MPa,保压时间为20 min时,复合材料的力学性能最佳。动态热机械性能测试结果表明复合材料在230℃之前,储能模量保持稳定。而水煮48 h后复合材料的吸水率为0.3%。