热处理温度对碳纤维增强聚酰亚胺复合材料性能影响
2020-06-20于广魏化震李大勇高守臻罗长宏马开宝王晓立
工程塑料应用 2020年6期
于广,魏化震,李大勇,高守臻,罗长宏,马开宝,王晓立
(山东非金属材料研究所,济南 250031)
碳纤维(CF)具有比强度高、比弹性模量高的特点,在体育器材、车辆工程、风力发电、航空航天等领域都具有广泛的应用[1–2]。聚酰亚胺(PI)作为一种特种工程塑料,其具有极高的耐温等级和优异的高温力学性能,在航空航天、集成电子、显示器材等领域广泛应用[3–6]。碳纤维增强聚酰亚胺(PI/CF)复合材料兼具二者优点于一身,具有质轻、高强、耐高温的特点,在军工、电子、机械等领域具有广阔的应用前景,如弹翼、发动机外涵道、套管、轴承等耐高温部件都采用了 PI/CF 复合材料[7–9]。
按固化成型机理的不同,PI 可分为热塑性PI和热固性PI。按交联基团的不同,热固性PI 可分为降冰片烯封端和苯炔基封端的PI[10–11]。降冰片烯封端的PI 固化温度约为250~320℃,苯炔基封端的PI 固化温度约为350~370℃,相比于降冰片烯封端的PI,由于苯炔基封端的PI 具有更高的固化成型温度,因此苯炔基封端的PI 具有更宽加工窗口,另外,相比于其它交联基团,苯炔基交联固化后具有芳香结构,其具有更高的热稳定性和韧性[12]。由于PI极高的固化成型温度,在高温高压下固化成型后材料内部不可避免的具有内应力,因此对材料的热处理就显得尤为重要[13]。答建成等[14]研究了热处理对CF 增强环氧树脂复合材料拉伸性能的影响,PI/CF 复合材料的热处理领域却未见报道。因此笔者利用苯炔基封端的PI 树脂为基体,系统研究了热处理温度对PI/CF 复合材料常温力学性能、高温力学性能、断面形貌、热力学性能和热稳定性的影响。……
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