纤维增强热塑性聚合物复合材料拉伸试样新型加强片设计文献综述
2020-08-05 22:03:48
1.背景 近年来,以热塑性树脂为基体的纤维增强热塑性复合材料发展迅猛,此类高性能复合材料的研究在世界范围内广泛进行。
2015年,空客直升机利用热塑性PEEK材料制作的A350 XWB机舱门等零件替代金属材料,这些部件带来了一系列的好处,除了使得质量和成本降低40%之外,热塑性PEEK材料提高了钻孔的质量。
近日,中联重科澳大利亚首台碳纤维臂架泵车在客户工地成功完成底盘组装。
碳纤维 (CF) 作为一种新型的无机纤维材料,由于其具有高强度、高比模量、优异的热性能、化学稳定性能和阻尼减震降噪性能,用于纤维增强热塑性复合材料中可使复合材料具有高比模量、高比强度、耐腐蚀、耐高温等一系列优异性能,现已被广泛应用于导弹、宇航、汽车、文体用品及医疗器材等各个领域。
尤其是碳纤增强热塑性复合材料由于其具有上述特点之外还具有可回收再利用等优点被广泛关注,因此需对该材料进行深入研究[1~3]。
2.碳纤维增强热塑性材料的研究 以聚酰亚胺为例,它是一类以酰亚胺环为特征结构的聚合物,这类聚合物具有突出的机械性能。
但由于其传统的环化结构造成其制品性脆、加工成型困难,限制了它在很多领域的广泛使用。
热塑性聚酰亚在传统的热固性聚酰亚胺的基础上发展起来的具有良好的热塑加工性能的特种工程塑料之一,它不仅可采用热固性的所有加工方式成型, 还可采用适合于热塑性塑料的挤出和注塑的方法成型。
但是, 柔性链段的引入必然导致材料部分强度及高温性能的下降,在一定程度上限制了其在高端领域(如:航空航天、能源、交通)的应用[4~8]。
碳纤维以其高比强度、耐磨损、耐疲劳、热膨胀系数小以及自润滑等优异性能成为近年来最重要的增强材料之一。