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杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的制备与性能
摘要
杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板具有良好的热稳定性和力学性能，在航空航天领域、电子领域和汽车工业等领域有广泛应用。本文介绍了杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的制备方法、性能测试及其应用。结果表明，通过控制制备条件和添加适量的填充剂，可以获得较好的杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板，其力学性能和热稳定性得到了显著提高，适用于多种工业领域。
关键词：杂萘联苯聚芳醚；复合材料；单向板；力学性能；热稳定性
1.引言
杂萘联苯聚芳醚（PPE）是一种具有高分子量、刚性分子链、优异的机械性能、耐高温性和化学稳定性的高性能工程塑料。由于其特殊的结构和性质，杂萘联苯聚芳醚被广泛应用于电子、汽车和航空航天等领域中。然而，杂萘联苯聚芳醚作为一种高性能工程塑料，其机械性能和耐高温性并不完全满足特定工业需求。为了进一步提高杂萘联苯聚芳醚的性能，研究人员发现利用填料增强技术是一种有效的途径。填料增强技术可以显著提高复合材料的力学性能和热稳定性，从而扩展其在工业领域中的应用。
2.实验设计
2.1材料
杂萘联苯聚芳醚（PPE）是由化学品公司提供的。硅土，碳纤维和玻璃纤维是由化学制造商提供的。降解产物的粘度计是由优化化学公司提供的。其他化学试剂均为分析纯。所有的试验均采用双蒸的溶剂纯度以上的溶剂，实验室温度恒温设备为25℃。
2.2制备方法
首先将杂萘联苯聚芳醚、硅土和适宜的溶剂按一定比例混合，搅拌至形成均匀的溶液；利用超声波处理技术进一步均化溶液，防止留有气泡；将填充剂逐渐添加到杂萘联苯聚芳醚/硅土溶液中，充分搅拌后均匀分布在杂萘联苯聚芳醚/硅土基质中；采用福克塞尔纺丝技术，在旋液器上旋转并调节旋转速度、烘箱温度和烘箱时间，将溶液进行螺旋旋转使其成为单向板。
2.3性能测试
测试了杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的力学性能和热稳定性。其中，力学性能包括拉伸和弯曲实验，使用万能试验机（UTM）进行测试。热稳定性主要使用热重分析（TGA）进行测试。在测试期间，将样品放置在烘箱中，在一定温度下持续加热并记录其重量变化。
3.结果和分析
3.1结果
通过对制备杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板进行测试，得到了如下结果：
(1)添加玻璃纤维和碳纤维填充剂后，杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的拉伸强度得到了显著提高；
(2)添加玻璃纤维和碳纤维填充剂后，杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的弯曲强度也得到了显著提升；
(3)经过填充剂处理后，杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的热稳定性得到了显著提高；
(4)添加适量的填充剂后，杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的力学和热性能综合得到了显著提高。
3.2分析
添加填充剂后，其分散性和相互作用产生的能量会影响杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的性能。在本研究中，玻璃纤维和碳纤维的填充剂，具有较高的拉伸模量和弯曲模量，所以在添加这两种填充剂的情况下，理论上可以有效提高杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的力学性能。同时，填充后的杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板具有较高的热稳定性，这主要得益于填充剂的高温稳定性和杂萘联苯聚芳醚的结构特点。
4.结论
本研究中，我们通过对杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的制备和性能测试，发现填充剂可以显著提高杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的力学性能和热稳定性。此外，添加不同的填充剂可以针对性的提高杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板的各项性能表现。因此，填充剂增强技术可以成为进一步提高杂萘联苯聚芳醚复合材料单向板性能的有效途径。