熱致性液晶聚合物-玻璃纖維-不飽和聚酯原位混雜復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、不飽和聚酯(UP)具有良好的機(jī)電性能、熱性能和可加工性，因而在電工電器材料行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用.但UP電工材料在使用時(shí)在韌性和耐開(kāi)裂性方面顯現(xiàn)不足，特別是受到冷熱沖擊和交變機(jī)械力作用時(shí)，UP電器制品易出現(xiàn)裂紋而影響正常使用。如何通過(guò)增韌改性來(lái)提高UP制品的性能，成為重要的研究課題.熱致性液晶聚合物(TLCP)具有強(qiáng)大的自增強(qiáng)作用，它與玻璃纖維(GF)原位混雜增強(qiáng)UP能賦予復(fù)合材料優(yōu)異的性能.但是在實(shí)際應(yīng)用工藝中，TLCP與UP間的相容性以

2、及材料的加工成型均受TLCP分子量的影響。為了使TLCP改性UP能達(dá)到最佳的效果，本文采用自行合成的端基具有雙鍵的不同相對(duì)分子質(zhì)量TLCP分別與GF原位混雜改性UP，研究了TLCP相對(duì)分子質(zhì)量大小對(duì)TLCP/GF/UP復(fù)合材料性能的影響，得到如下結(jié)果： 1、以對(duì)羥基苯甲酸甲酯、1，6-己二醇、對(duì)苯二甲酰氯和a-甲基丙烯酰氯為原料，1，1，2，2-四氯乙烷作溶劑，通過(guò)改變?cè)吓浔?，利用酯交換反應(yīng)合成出端基具有雙鍵的四種不同相對(duì)分子

3、質(zhì)量的反應(yīng)性熱致性液晶聚合物(TLCP)，采用特性粘度測(cè)定、FTIR、DSC、TG、WAXD和POM方法對(duì)其進(jìn)行表征，研究表明當(dāng)TLCP主鏈重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)(n)為2、6、10、50時(shí)，產(chǎn)物均屬于同一晶系，并分別在190-243℃、211-249℃、204-260℃、225-260℃溫度區(qū)間內(nèi)顯示液晶織態(tài)結(jié)構(gòu)。 2、對(duì)TLCP/UP固化體系進(jìn)行了非等溫固化動(dòng)力學(xué)研究。研究表明n=10TLCP的加入顯著地提高了TLCP/UP固化體系

4、的固化反應(yīng)速率，降低了體系的反應(yīng)活化能，其活化能Ea值比純UP的Ea值降低了47.2 kJ/mol，但固化體系的固化機(jī)理不變. 3、對(duì)TLCP/GF/UP復(fù)合材料進(jìn)行了力學(xué)性能、耐磨性能以及維氏硬度測(cè)試，研究表明n=10TLCP的加入，顯著提高了復(fù)合材料的彎曲性能，n=10時(shí)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量最高，與純UP相比，分別提高了31.3％和30.8％.而當(dāng)n增至50時(shí)，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、耐磨性能和維氏硬度得到顯著提高，材料

5、的沖擊強(qiáng)度提高了1.97倍，磨損體積減少了78.6％，維氏硬度提高了5％。掃描電鏡(SEM)分析復(fù)合材料的沖擊斷面和磨損面，研究表明TLCP的加入對(duì)UP基體和纖維間的界面粘合作用有顯著影響。n=50時(shí)，UP基體與纖維間的界面強(qiáng)度顯著提高，復(fù)合材料的耐磨性能得到加強(qiáng). 4、對(duì)TLCP/GF/UP復(fù)合材料進(jìn)行了動(dòng)態(tài)力學(xué)和熱性能研究，研究表明n=10TLCP的加入，顯著地提高了復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量，有效地降低了復(fù)合材料的內(nèi)耗。此時(shí)，復(fù)合

6、材料熱穩(wěn)定性提高，其軟化溫度(Ta)、表觀分解溫度顯著提高，線膨脹系數(shù)(a)明顯降低。n=10TLCP的加入效果最佳，與UP材料相比.復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫摩(Ts)提高了27℃，次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度(TI)降低了38℃左右，Ts提高了5.01℃，而a降低了2.73x10-51/K. 5、對(duì)TLCP/GF/UP復(fù)合材.料進(jìn)行了流變性能、電性能及吸水性能研究，研究表明n=10TLCP的加入，可以顯著提高復(fù)合材料的流動(dòng)性。n=10時(shí)，復(fù)合材