汤溢融，周晓东

(华东理工大学化工学院,上海市多相结构材料化学工程重点实验室,上海 200237)

夹芯复合结构具有质量小、比强度高的性能特点,在航空航天、房屋建筑和轨道交通车辆等众多领域已得到较为广泛的实际应用[1]。这些领域的发展对夹芯复合结构也提出了更高的要求,在提升力学性能的同时朝着轻量化的方向发展[2–3]。将玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)加热至基体熔点以上,材料会发生厚度方向的膨胀,在降低材料密度的同时,保留了GMT的部分力学性能,还具有不俗的隔音和隔热性能,具有取代传统铝合金、钢材的潜力,能很好地用于夹芯复合结构的芯层,满足夹芯复合结构轻量化的需求[4–7]。目前,用于GMT的常见基材为聚丙烯(PP)和聚酰胺(PA),其使用占据总量的90%以上[8]。以聚苯硫醚(PPS)为GMT的基体,保留了材料的膨胀特性,可以通过控制材料膨化后的压缩比以控制制品的厚度与体积密度,还能发挥PPS优越的性能,得到比PP基GMT和PA基GMT材料力学性能更加优异的PPS基GMT材料[9]。目前对PPS基GMT的研究更多是如何优化与表征这种材料的各种性能[10–15],鲜见将这种材料应用于夹层结构的制备,以更好地发挥材料低密度、高比强度的特性。

笔者利用热压成型方法,以膨化的PPS基GMT为芯材,双向碳纤维织物增强聚碳酸酯为面皮,制备夹芯复合结构,研究了夹芯复合结构芯层厚度与芯层面密度对夹芯复合结构力学性能的影响,以及夹芯复合结构的弯曲破坏形式和侧压破坏形式。……