碳纤维增强聚苯硫醚PPS的应用优势
聚苯硫醚PPS树脂强度和硬度都比较高,机械性能良好,适应于多种成型和加工方法,可以实现二次精密成型,制品的尺寸稳定性较好。其吸湿率仅有0.03%,密度小,熔融温度Tm为285℃,玻璃化转变温度Tg为90℃,热稳定性非常好,在空气状态下,要达到430℃-460℃时才会分解,阻燃等级高,200℃下不溶于绝大多数的有机溶剂,电绝缘性优异。作为特种工程塑料,PPS优势突出,但是缺陷也是存在的,比如因为大量的苯环使其抗冲击性能和伸长率不够好,但是通过碳纤维增强的方式,能进一步提高材料的性能强度和热稳定性能,从而更好地展现出该材料的应用价值。
通过碳纤维的增强性介入,聚苯硫醚PPS的韧性和强度可以得到大幅度的提高和改善,成为最常用的复合材料之一。将其用于起落架、机翼、舱门、油箱口盖、J型鼻锥、舱内饰等部件中,不仅有利于增加这些部位的抗冲击、耐高温和耐腐蚀性能,更能通过质量上的减轻,提升载荷效率,减少油耗。与金属相比,这种复合材料具有成本低、易加工等优点,成本能减少20%-50%。
碳纤维增强聚苯硫醚(PPS)在欧洲发达国家的工业领域的应用已经非常广泛,但是国内的应用水平与之相比差距还很大,这一方面是因为受PPS树脂等原材料生产能力的限制,另一方面是受制于碳纤维增强PPS复合材料的应用技术,这既包括复合材料的制备能力,也包括复合材料制品的开发能力。
碳纤维增强体与PPS树脂基体之间必须保持高粘结性,在制品承受应力时,这种高粘结性有助界面将外界载荷有效地传递到纤维上,除了提升复合材料的力学性能外,还能有效防止裂纹在界面间脱胶。要想使树脂基体与碳纤维增强体之间形成高粘结性,就要使熔融态的PPS树脂和碳纤维增强体充分接触、充分浸润,使纤维体在均匀分散的情况下实现良好的浸渍效果。
但是,聚苯硫醚树脂(PPS)在200℃下不溶于任何溶剂,还具有较强的高温流动性,在高于熔融温度30-50℃时,其熔融的粘度又会大幅度降低。为了解决这个关键性的问题,我们无锡智上新材采用熔融浸渍法制备连续性碳纤维增强聚苯硫醚预浸带,在制备过程中,通过有效控制转速、压力辊等方面的参数,制备出树脂分布均匀、纤维含量可控的碳纤维增强PPS预浸带。结合热固性和热塑性复合材料制品的生产技术和成型工艺,能够支持和实现碳纤维增强PPS在汽车、工业机械等诸多领域的零部件应用。
由于产品性能优势明显、价格适中、适应性广,碳纤维增强聚苯硫醚(PPS)复合材料有望成为最具有发展潜力的新材料之一。随着市场的接受度越来越强,碳纤维增强PPS的应用市场也会逐步打开,这种新型复合材料将会在工业领域之外,发挥出更多的作用。
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