浅析PPTAFPSA复合材料制备及其性能

　　1实验部分
　　1。1主要原料
　　PSAF，特安纶TANLON纤维短切T700，长度3mm，上海特安纶纤维有限公司；PPTAF，泰普龙Taparan，短切3mm，烟台泰和新材料股份有限公司；无水乙醇，AR，国药集团化学试剂有限公司；去离子水，实验室自制。
　　1。2实验主要仪器及设备
　　双频数控超声波清洗器，KQ300VDV，昆山市超声仪器有限公司；鼓风干燥箱，DHG9075A，上海一恒科学仪器有限公司；平板硫化机，QLB25T，扬州市道纯试验机械厂；万能试验机，MTSCMT4204，深圳新三思实验仪器厂；X射线衍射仪，DMAX，日本理学电机；钨灯丝扫描电镜，HITACHISU1500，日本HITACHI；热重分析仪，TAQ500HiRes，美国TA仪器公司。
　　1。3PSAF及PPTAF的清洗
　　PSAF先在密封的无水乙醇中超声清洗6h，清洗温度50，加热功率100W，再在去离子水中清洗30min，最后置于80的鼓风干燥箱中干燥8h，密封后备用。PPTAF的清洗过程同上。
　　1。4PPTAFPSA复合材料的制备
　　先将PPTAF和PSAF按照一定的质量比进行称取混合，然后置于浙江荣浩工贸有限公司RHP600型高速多功能粉碎机中开松打散，再将混合料放置在烘箱内，在105真空条件下干燥4h脱气处理。将混合料填充置自制的平板模具腔内，放入压机中进行预热（温度范围350360），温度稳定后压力加载至35MPa，保持压力15min，自然冷却后卸载压力，脱模，将样品取出。PPTAF的质量分数分别为5、12。5、20、30和40。
　　1。5性能测试和结构表征
　　按照GBT14472005，测试材料的拉伸性能，拉伸速率为1。0mmmin，室温；按GBT14482005测试复合材料的弯曲强度，加载速度为1。0mmmin，室温；和GBT14492005测试复合材料的压缩强度，加载速度为1。0mmmin，室温；材料结构分析：X射线衍射分析，测试条件为铜靶辐射，为0。154nm，辐射管电压40kV，辐射管电流100mA，扫描范围2为560，扫描速度2热重分析：在氮气气氛保护下，非等温分解试验，样品质量为4。88mg，升温速率为10min，测试温度25700；微观形貌分析：拉伸测试后的试样断面进行喷金处理后，使用钨灯丝扫描电镜进行观察。
　　2结果与讨论
　　2。1PPTAF质量分数对复合材料力学性能的影响
　　复合材料的力学性能，可以看出随着PPTAF质量分数的提高，复合材料的力学强度呈现一定的下降趋势，其中拉伸强度、压缩强度和弯曲强度分别最大损失为35。06、24。25和7。72，但是复合材料依然拥有不错的力学强度。分析其中的原因，高温下PPTAF的力学强度保持率较低，造成复合材料的力学性能有一定的损失。可以看出复合材料的拉伸强度和压缩强度随着PPTAF质量分数的增加而逐步下降然后再上升再下降的趋势，这是因为PPTAF与PSAF在进行混合时，搅拌的剪切作用虽然有利于纤维的分散，但PPTAF之间的团聚较为明显且这种作用会阻碍分散，而随着PPTAF质量分数的增加，团聚作用会逐渐增强，PPTAF与PSAF的之间的有效面积减少，这样就不能对基体起到有效的增强，从而使复合材料的力学性能降低，而随着PPTAF质量分数的进一步提高，PPTAF与PSAF的混合均匀度会提高，复合材料的力学性能小幅度提高，但当PPTAF质量分数超过一定值后，PSAF熔融成树脂后包裹PPTAF的能力下降，最终复合材料的力学性能进一步降低。可以看出复合材料的弯曲模量随着PPTAF质量分数的增加而提高，这是因为PPTAF模量较高。PPTAF质量分数为5的复合材料的弯曲性能达到最大值127。22MPa，这是因为PPTAF完全均匀分散到了基体材料中，PPTAF完全被熔融后的PSAF树脂包裹，界面黏结性能好。
　　2。2XRD分析
　　可以看出复合材料在17附近有较宽而弱的衍射峰，这是PSA的衍射峰，PSA是三元无规聚合物。在43附近的衍射峰表明复合材料制备过程中PSAF之间相互粘结过程中发生物理化学变化，聚合物结晶度提高。在不同PPTAF质量分数的PSAFPPTE复合材料的XRD图中，在220。7、23。2和29。3分别对应（100）、（200）和（004）晶面，前面两个衍射峰随着PPTAF质量分数的提高而提高，而最后的衍射峰只出现PPTAF质量分数在30和40的情况，表明复合材料制备工艺有利于PSA结晶度的提高。
　　2。3TG分析PPTAFPSA复合材料的热分解过程
　　可分为微量失重阶段（25430）、热分解阶段（430650）和碳稳定阶段（650700）。
　　进一步清楚的看到，随着PPTAF质量分数的增加，PPTAFPSA复合材料在受热过程中最大失重速率对应的温度由439。74提高到501。54，最大失重率由22。75提高到56。94。这表明适当质量分数PPTAF的加入，提高了PPTAFPSA复合材料的热稳定性。
　　2。4复合材料断裂面的微观形貌分析
　　PPTAF质量分数为12。5时复合材料拉伸断口的SEM照片。可见，PPTAFPSA复合材料断口留有大量纤维端头，纤维的分布比较均匀，纤维随机排列，箭头1和2所指分别为PSA以及PSA与PSA的粘结，箭头3和4分别为PPTAF以及PPTAF被PSA包裹粘结的情况，复合材料中纤维粘结紧密，且相当牢固。继续放大倍数，所示，箭头1、2和5分别为PSA和PPTAF，箭头3和4为PPTAF与PSA粘结的情况，纤维之间不存在空隙。这说明复合材料内部粘结情况良好，是复合材料拥有一定力学性能的保证。
　　3结论
　　PPTAFPSA复合材料具有较好的力学性能，当PPTAF质量分数为5时，复合材料的弯曲强度达到最高127。22MPa。
　　XRD和SEM测试分析表明，PPTAFPSA复合材料内部具有较好的粘结性，PPTAF以及PSA结晶度有所提高。
　　PPTAFPSA复合材料热稳定性随着PPTAF质量分数的增加而增加。