PEK-C水性上浆剂对CCF/PEEK复合材料界面性能的影响

为提高聚醚醚酮(PEEK)树脂对连续碳纤维(CCF)的浸润性,改善CCF/PEEK复合材料的界面性能,采用自制的酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)水性乳液为上浆剂,对CCF进行上浆改性,并通过叠层热压法制备了CCF/PEEK复合材料。测试了上浆前后CCF织物表面的润湿性,研究了上浆剂浓度对CCF/PEEK复合材料弯曲性能、孔隙率和层间剪切强度(ILSS)的影响。结果表明,当PEK-C水性上浆剂浓度为2%时,CCF表面接触角由上浆处理前的74.9°降低为上浆处理后的53°。采用此浓度上浆剂处理的CCF制备的CCF/PEEK复合材料,其弯曲强度、弯曲模量、ILSS分别为895 MPa,72 GPa和66.7 MPa,比未上浆处理的CCF/PEEK复合材料分别提高了95.7%,72.7%,39.8%,孔隙率仅为0.85%。PEK-C水性上浆剂可显著改善CCF与PEEK树脂的界面结合和相容性,提高CCF/PEEK复合材料的力学性能。

高残炭热固性聚芳醚酮的制备与表征

以高性能耐烧蚀高分子材料为目标,首先合成了含氨基双酚单体,再与2,7-二羟基-9-芴酮(BHF)和4,4'-二氟二苯甲酮(DFK)进行SN2亲核缩聚,得到了新型含侧氨基可交联聚芳醚酮,进一步通过高温自交联制备了高性能热固性树脂(PEK-BAD-G)。通过热重分析(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)和氧乙炔烧蚀仪研究了材料的热稳定性、热机械性能和烧蚀性能。通过调节共聚单体比例对聚合物性能进行调控,发现BHF的加入能够提高热固树脂的综合性能,但当BHF含量(质量分数)高于50%时,会在反应中析出,无法获得高相对分子质量的聚合物。结果表明,当BHF含量为50%时,热固性聚芳醚酮的耐烧蚀性能、热氧化稳定性和高温机械性能达到最佳。在氮气环境下,热分解温度达到548℃,600和800℃的残炭率分别高达87.5%和77.7%。即使在空气气氛下,600℃残炭率也高达到85.4%。同时DMA结果表明,在400℃时储存模量仍保持在1.9 GPa以上,这表明该材料具有出色的热机械性能。这项研究为烧蚀树脂基体提供了新的选择,也拓宽了聚芳醚酮材料的应用范围。

聚[1-(4-三甲基硅基)苯基-2-苯乙炔]/碳纳米管杂化膜的渗透汽化性能

采用聚[1-(4-三甲基硅基)苯基-2-苯乙炔](PTMSDPA)为膜材料,与碳纳米管(CNT)杂化制备PTMSDPA/CNTs杂化膜,研究了碳纳米管含量对杂化膜的气体分离、渗透汽化性能的影响。结果表明,PTMSDPA与碳纳米管间π-π相互作用使得碳纳米管在聚合物基体中实现均匀分散。当碳纳米管质量分数为15%时,PTMSDPA/CNTs杂化膜的氧气渗透系数出现极大值(2880Barrers),为PTMSDPA均质膜的2.4倍;操作温度为30℃时,渗透汽化分离丁醇质量分数为1.5%的丁醇/水溶液,PTMSDPA/CNTs杂化膜的渗透通量、丁醇/水分离系数也达到极大值,分别为114g/(m^(2)·h)和69。溶胀吸附实验结果表明,PTMSDPA/CNTs杂化膜的丁醇/水渗透汽化性能主要来源于溶解选择性。