聚苯硫醚(PPS)復合材料的研究進展與應用
發布時間:2025-02-23 10:54 幫助了130人
摘要:?聚苯硫醚(PPS)是一種高性能工程塑料,具有優異的耐熱性、化學穩定性、電絕緣性和機械強度。近年來,通過與各種填料和納米材料的復合,PPS的性能得到了顯著提升,應用領域也不斷拓展。本文綜述了PPS復合材料的研究進展,重點介紹了納米材料、碳纖維、玻璃纖維等對PPS性能的改善及其在不同領域的應用。
聚苯硫醚(PPS)是一種半結晶性熱塑性工程塑料,因其優異的耐熱性、化學穩定性和電絕緣性而被廣泛應用于多個工業領域。然而,PPS本身存在脆性大、沖擊強度低等問題,限制了其在某些領域的應用。為了克服這些缺點,研究者們通過添加納米材料、碳纖維、玻璃纖維等填料,開發了多種PPS復合材料。
1. 納米材料復合
- 納米SiO2:通過熔融共混法將納米SiO2均勻分散在PPS基體中,可以顯著提高PPS的結晶度和彎曲性能。研究表明,添加1wt%納米SiO2后,PPS/GF復合材料的層間剪切強度提高了49.4%,彎曲強度提高了30.6%。
- 納米CaCO3:納米CaCO3作為剛性填料,與PPS共混后,復合材料的韌性得到明顯提高。在添加量為5wt%時,沖擊強度達到74.13kJ/m2,抗拉強度在10wt%時達到最大值83.73MPa。
- 納米G-ZnO:納米氧化鋅修飾的石墨烯(G-ZnO)與PPS復合后,不僅提高了拉伸強度、斷裂伸長率和結晶度,還賦予了復合材料抗菌性能。
2. 碳纖維復合
- 碳纖維增強PPS(CF/PPS) :通過表面修飾技術提高碳纖維與PPS的界面結合力,制備出高性能CF/PPS復合材料。研究表明,CF/PPS復合材料的層間剪切強度達到91.4MPa,彎曲強度達到953.7MPa。
- 碳納米管增強PPS(CNT/PPS) :通過黏度分散-退火法制備的CNT/PPS復合材料,具有優異的導電性和機械性能。該復合材料在350°C下具有30天的耐熱性,并表現出2941 J/m2的高電導率。
3. 玻璃纖維復合
- 玻璃纖維增強PPS(GF/PPS) :通過注射成型工藝制備的GF/PPS復合材料,在冷卻溫度較高的條件下,機械性能顯著提高。研究表明,冷卻溫度為80°C時,GF/PPS復合材料的拉伸強度和彎曲強度分別提高了20%和15%。
4. 應用領域
- 電子封裝:PPS復合材料因其優異的電絕緣性和熱穩定性,廣泛應用于電子封裝領域。例如,納米SiO2/PPS復合材料在電子封裝中的應用表現出優異的性能。
- 航空航天:CF/PPS復合材料具有高強度和輕質的特點,適用于航空航天領域的結構件。
- 汽車工業:PPS復合材料在汽車工業中用于制造發動機零部件和高耐熱性電子元器件。
結論
通過添加納米材料、碳纖維、玻璃纖維等填料,PPS復合材料的性能得到了顯著提升。未來的研究應進一步優化復合材料的制備工藝和界面改性技術,以實現更廣泛的應用。此外,隨著新材料和新技術的發展,PPS復合材料在新能源、生物醫學等領域的應用前景將更加廣闊。
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