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PPS材料及其长/短玻纤增强复合材料性能

   日期:2022-09-21     来源:长纤厦门新材料    浏览:5132    评论:0    
核心提示:PPS长纤维增强热塑性复合材料的树脂基体涉及通用和特种工程塑料,厦门长纤十多年来一直专注于LFT该领域,种类齐全,包括PP、PA、
 PPS
 
长纤维增强热塑性复合材料的树脂基体涉及通用和特种工程塑料,厦门长纤十多年来一直专注于LFT该领域,种类齐全,包括PP、PA、MXD6、PPA、PC、PBT、TPU、PPS、PEEK等。而PPS是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料,是特种工程塑料较为典型的代表,俗称“塑料黄金”。
 
PPS具有以下显著的优越性能
 
PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点。而且相较于其它高性能热塑性工程塑料PPS具有易加工、成本低、与其他材料粘合性好等特点,因此成为制造复合材料的优良树脂基体。
 
PPS材料虽然有很多优点,但纯的PPS材料不仅脆性大,耐冲击性能差,而且加工困难、价格昂贵。为了改善这些缺陷,我们需要对其进行改性,经过改性的PPS材料可以提升其导热性能、耐磨性能、耐高温性能。
PPS加短玻纤(SGF)复合材料具有强度高、耐热高、阻燃、易加工、成本低等优点,在汽车、电子、电气、机械、仪器、航空、航天、军事等领域取得了应用。
 
 
 
PPS加长玻纤(LGF)复合材料具有高韧性、低翘曲、耐疲劳、良好的制品外观等优点,可用于热水器的叶轮、泵壳、接头、阀门、化工泵叶轮与外壳、冷却水叶轮与外壳、家电零部件等。
 
 
 
那么短玻纤(SGF)和长玻纤(LGF)增强PPS的复合材料的性能具体有何差异呢?
 
力学性能分析
 
 
 
树脂基体中增加的增强纤维可形成支撑骨架,受到外力作用时,增强纤维可以有效地承担外界载荷的作用;同时可以通过断裂、变形等方式吸收能量,提高树脂的力学性能。
 
因此,提高玻纤的加入量,它的拉伸强度和弯曲强度都逐步地增加。PPS/LGF复合材料的拉伸和弯曲性能比PPS/SGF复合材料均更高。PPS/LGF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量比PPS/SGF复合材料分别提高了11.0%,18.9%和11.3%。PPS/LGF复合材料中玻纤的长度保留率更高,在同样玻纤含量条件下,复合材料的抗载荷能力更强,力学性能更佳。
 
下图为PPS/LGF和PPS/SGF复合材料的缺口冲击强度和无缺口冲击强度。
 
 
可见,长玻纤复合材料的冲击性能比短玻纤复合材料增强3-5倍。而且,随着玻纤含量的增加,复合材料中玻纤可以形成有效的空间网络,且增强作用大于玻纤尖端的作用,在受到外加载荷作用下更好地将外加载荷传递给增强纤维,进而提升复合材料的整体性能,而在PPS/LGF体系中玻纤的长度更长,空间网络更为密实,增强玻纤承载能力更强,其冲击强度也更佳。
 
 
 
PPS/SGF和PPS/LGF复合材料热性能分析
 
 
结果显示,玻纤的引入大幅度地提高复合材料的耐热性能,主要原因是玻纤使复合材料内部形成增强纤维的网络骨架,极大地提高它的耐热性能,而PPS/LGF中玻纤尺寸更长,耐热性能提高优势更加明显。
 
 
 
PPS/SGF和PPS/LGF复合材料断面分析
 
可见,玻纤在树脂中较好的分散,随着玻纤含量的增加,复合材料内部增强纤维网络的构建更加完善;这也是复合材料整体力学性能随着玻纤含量增加而提升的主要原因。对比PPS/SGF和PPS/LGF复合材料,PPS/LGF复合材料中的玻纤保留率更高,这也是PPS/LGF复合材料力学性能更为优异的主要原因。
综上,PPS/LGF与PPS/SGF材料相比,机械性能提升2-5倍。拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度和无缺口冲击强度比PPS/SGF材料均有提升。
 
 
厦门长纤增强PPS系列是以20%~70%的长玻纤/长碳纤增强的聚苯硫醚复合材料,机械性能优异,密度低,韧性好,耐高温,绝缘阻燃,低飞边,高流动和化学性能优越,是优良的金属和陶瓷的替代品,在各个领域有均广泛的应用。
 
 
 
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