碳纖維增強聚苯硫醚PPS的應用優勢
聚苯硫醚PPS樹脂強度和硬度都比較高,機械性能良好,適應于多種成型和加工方法,可以實現二次精密成型,制品的尺寸穩定性較好。其吸濕率僅有0.03%,密度小,熔融溫度Tm為285℃,玻璃化轉變溫度Tg為90℃,熱穩定性非常好,在空氣狀態下,要達到430℃-460℃時才會分解,阻燃等級高,200℃下不溶于絕大多數的有機溶劑,電絕緣性優異。作為特種工程塑料,PPS優勢突出,但是缺陷也是存在的,比如因為大量的苯環使其抗沖擊性能和伸長率不夠好,但是通過碳纖維增強的方式,能進一步提高材料的性能強度和熱穩定性能,從而更好地展現出該材料的應用價值。
通過碳纖維的增強性介入,聚苯硫醚PPS的韌性和強度可以得到大幅度的提高和改善,成為最常用的復合材料之一。將其用于起落架、機翼、艙門、油箱口蓋、J型鼻錐、艙內飾等部件中,不僅有利于增加這些部位的抗沖擊、耐高溫和耐腐蝕性能,更能通過質量上的減輕,提升載荷效率,減少油耗。與金屬相比,這種復合材料具有成本低、易加工等優點,成本能減少20%-50%。
碳纖維增強聚苯硫醚(PPS)在歐洲發達國家的工業領域的應用已經非常廣泛,但是國內的應用水平與之相比差距還很大,這一方面是因為受PPS樹脂等原材料生產能力的限制,另一方面是受制于碳纖維增強PPS復合材料的應用技術,這既包括復合材料的制備能力,也包括復合材料制品的開發能力。
碳纖維增強體與PPS樹脂基體之間必須保持高粘結性,在制品承受應力時,這種高粘結性有助界面將外界載荷有效地傳遞到纖維上,除了提升復合材料的力學性能外,還能有效防止裂紋在界面間脫膠。要想使樹脂基體與碳纖維增強體之間形成高粘結性,就要使熔融態的PPS樹脂和碳纖維增強體充分接觸、充分浸潤,使纖維體在均勻分散的情況下實現良好的浸漬效果。
但是,聚苯硫醚樹脂(PPS)在200℃下不溶于任何溶劑,還具有較強的高溫流動性,在高于熔融溫度30-50℃時,其熔融的粘度又會大幅度降低。為了解決這個關鍵性的問題,我們無錫智上新材采用熔融浸漬法制備連續性碳纖維增強聚苯硫醚預浸帶,在制備過程中,通過有效控制轉速、壓力輥等方面的參數,制備出樹脂分布均勻、纖維含量可控的碳纖維增強PPS預浸帶。結合熱固性和熱塑性復合材料制品的生產技術和成型工藝,能夠支持和實現碳纖維增強PPS在汽車、工業機械等諸多領域的零部件應用。
由于產品性能優勢明顯、價格適中、適應性廣,碳纖維增強聚苯硫醚(PPS)復合材料有望成為最具有發展潛力的新材料之一。隨著市場的接受度越來越強,碳纖維增強PPS的應用市場也會逐步打開,這種新型復合材料將會在工業領域之外,發揮出更多的作用。
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