熱致性液晶聚合物-玻璃纖維-不飽和聚酯原位混雜復合材料的性能研究.pdf

1、不飽和聚酯(UP)具有良好的機電性能、熱性能和可加工性，因而在電工電器材料行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用.但UP電工材料在使用時在韌性和耐開裂性方面顯現(xiàn)不足，特別是受到冷熱沖擊和交變機械力作用時，UP電器制品易出現(xiàn)裂紋而影響正常使用。如何通過增韌改性來提高UP制品的性能，成為重要的研究課題.熱致性液晶聚合物(TLCP)具有強大的自增強作用，它與玻璃纖維(GF)原位混雜增強UP能賦予復合材料優(yōu)異的性能.但是在實際應(yīng)用工藝中，TLCP與UP間的相容性以

2、及材料的加工成型均受TLCP分子量的影響。為了使TLCP改性UP能達到最佳的效果，本文采用自行合成的端基具有雙鍵的不同相對分子質(zhì)量TLCP分別與GF原位混雜改性UP，研究了TLCP相對分子質(zhì)量大小對TLCP/GF/UP復合材料性能的影響，得到如下結(jié)果： 1、以對羥基苯甲酸甲酯、1，6-己二醇、對苯二甲酰氯和a-甲基丙烯酰氯為原料，1，1，2，2-四氯乙烷作溶劑，通過改變原料配比，利用酯交換反應(yīng)合成出端基具有雙鍵的四種不同相對分子

3、質(zhì)量的反應(yīng)性熱致性液晶聚合物(TLCP)，采用特性粘度測定、FTIR、DSC、TG、WAXD和POM方法對其進行表征，研究表明當TLCP主鏈重復結(jié)構(gòu)單元數(shù)(n)為2、6、10、50時，產(chǎn)物均屬于同一晶系，并分別在190-243℃、211-249℃、204-260℃、225-260℃溫度區(qū)間內(nèi)顯示液晶織態(tài)結(jié)構(gòu)。 2、對TLCP/UP固化體系進行了非等溫固化動力學研究。研究表明n=10TLCP的加入顯著地提高了TLCP/UP固化體系

4、的固化反應(yīng)速率，降低了體系的反應(yīng)活化能，其活化能Ea值比純UP的Ea值降低了47.2 kJ/mol，但固化體系的固化機理不變. 3、對TLCP/GF/UP復合材料進行了力學性能、耐磨性能以及維氏硬度測試，研究表明n=10TLCP的加入，顯著提高了復合材料的彎曲性能，n=10時復合材料的彎曲強度和彎曲模量最高，與純UP相比，分別提高了31.3％和30.8％.而當n增至50時，復合材料的沖擊強度、耐磨性能和維氏硬度得到顯著提高，材料

5、的沖擊強度提高了1.97倍，磨損體積減少了78.6％，維氏硬度提高了5％。掃描電鏡(SEM)分析復合材料的沖擊斷面和磨損面，研究表明TLCP的加入對UP基體和纖維間的界面粘合作用有顯著影響。n=50時，UP基體與纖維間的界面強度顯著提高，復合材料的耐磨性能得到加強. 4、對TLCP/GF/UP復合材料進行了動態(tài)力學和熱性能研究，研究表明n=10TLCP的加入，顯著地提高了復合材料的儲能模量，有效地降低了復合材料的內(nèi)耗。此時，復合

6、材料熱穩(wěn)定性提高，其軟化溫度(Ta)、表觀分解溫度顯著提高，線膨脹系數(shù)(a)明顯降低。n=10TLCP的加入效果最佳，與UP材料相比.復合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫摩(Ts)提高了27℃，次級轉(zhuǎn)變溫度(TI)降低了38℃左右，Ts提高了5.01℃，而a降低了2.73x10-51/K. 5、對TLCP/GF/UP復合材.料進行了流變性能、電性能及吸水性能研究，研究表明n=10TLCP的加入，可以顯著提高復合材料的流動性。n=10時，復合材