碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料由于具有輕質(zhì)、高強、加工周期短、可回收循環(huán)使用等優(yōu)異性能逐漸受到航空航天、汽車工業(yè)等多個領域的關注,也成為未來復合材料增材制造的重要發(fā)展方向。本文以高性能熱塑性樹脂聚醚砜（PES）為基體,通過溶液浸漬-相轉(zhuǎn)化法制備樹脂含量可控,柔韌性好,有可能用于三維編織和自動鋪放成型的熱塑性預浸紗。將其經(jīng)過熱壓成型制成單向帶試樣,與常用環(huán)氧樹脂及其復合材料熱性能和力學性能進行對比。研究發(fā)現(xiàn)PES基復合材料具有優(yōu)異的耐熱性能,其熱分解溫度(T_5%)為576℃,800℃殘?zhí)悸剩∟₂）為90%,其單向帶縱向拉伸強度可達1781 MPa,拉伸模量為60.17 GPa,雖然略低于相同樹脂含量的環(huán)氧樹脂基復合材料,但PES基復合材料是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ母咝阅軣崴苄詮秃喜牧稀?nbsp;

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020,(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

PES基連續(xù)纖維預浸紗的制備工藝流程

采用掃描電子顯微鏡(SEM)分別對PES單向帶與環(huán)氧/DDS單向帶的拉伸斷面微觀形貌進行觀察,PES復合材料斷面處纖維分布均勻、排布密集,樹脂與纖維的浸漬較為充分。雖然熱塑性樹脂比熱固性樹脂的粘度大、流動性差,但是從圖2中可以看出,無論環(huán)氧/DDS體系單向帶還是PES單向帶的纖維表面都包覆著均勻的樹脂層,樹脂與纖維排列緊密,沒有明顯的貧膠現(xiàn)象。說明由溶液浸漬-相轉(zhuǎn)化法能夠保證PES樹脂充分浸漬并均勻分布于纖維之間,并且纖維端頭處有明顯的樹脂包裹,說明樹脂對纖維的附著性良好,樹脂的錨固能力也較強。由此可見,采用溶液浸漬-相轉(zhuǎn)化法制備的PES預浸料中的纖維得以充分地浸漬,從而使得其熱壓單向帶中纖維和樹脂的分散性和結合性良好。3.2 力學性能

相同條件下的縱向拉伸力學性能測試表明:環(huán)氧樹脂基復合材料單向帶的縱向拉伸強度為2180 MPa,拉伸模量為75.12 GPa;而PES樹脂基復合材料單向帶的拉伸強度也能達到1781 MPa,拉伸模量為60.17 GPa。雖然PES樹脂基復合材料單向帶的縱向拉伸力學性能略低于環(huán)氧體系復合材料,但已表現(xiàn)出良好的應用潛力。由于所用T700-24K碳纖維采用了適用于環(huán)氧樹脂基體的上漿劑,并不適用于PES熱塑性樹脂基體,因此,纖維與PES樹脂界面性能較差可能是導致其復合材料整體力學性能略低的主要原因。如果能夠改善PES樹脂與碳纖維之間的界面粘接性能,則有可能大幅提高PES樹脂基復合材料的力學性能。3.3 熱穩(wěn)定性

【參考文獻】：
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