先進(jìn)復合材料在不同工作環(huán)境中的性能穩定性，決定了材料應用的可能性和最終價(jià)值。連續性碳纖維增強聚苯硫醚（PPS）復合材料具有諸多的性能優(yōu)勢，其在較大溫差環(huán)境下的良好性能表現，為要求嚴格的工業(yè)領(lǐng)域所看重，也為其在電子電氣、高精密機械儀表、工業(yè)高端設備、石油化工等領(lǐng)域中的更廣泛應用提供了有利條件。

       但是，國內連續性碳纖維增強PPS復合材料的應用目前尚處于初始階段，較為常見(jiàn)的還是碳纖維粉末或者短切碳纖維增強PPS的形式，能夠提供成熟的連續性碳纖維增強PPS制品的廠(chǎng)家為數不多，就連連續碳纖維增強PPS這類(lèi)熱塑性碳纖維復合材料預浸料主要還是依靠進(jìn)口。我們無(wú)錫智上新材料科技有限公司是國內僅有的幾家致力于熱塑性碳纖維復合材料研發(fā)的企業(yè)之一，我們的研發(fā)部門(mén)在有效解決了碳纖維與樹(shù)脂基體的浸潤問(wèn)題后，進(jìn)一步研發(fā)出熱塑性連續碳纖維增強復合材料預浸料的制造技術(shù)，為PPS等熱塑性碳纖維復合材料制品的應用打下了基礎。下面，就以我公司生產(chǎn)的連續性碳纖維增強PPS復合材料板作為實(shí)驗樣品，對該類(lèi)產(chǎn)品在不同溫度下的性能表現作一簡(jiǎn)要說(shuō)明。

溫度持續升高情況下的層間剪切強度變化：

       將連續性碳纖維增強PPS復合材料板樣品放置于高溫爐內，在爐內溫度穩定于某一溫度時(shí)再開(kāi)始測試，然后再依次調高溫度再測試。發(fā)現隨著(zhù)溫度的升高，連續性碳纖維增強PPS復合材料板的層間剪切強度ILSS有所降低，即便如此，當溫度到達 85℃即玻璃化轉變溫度時(shí)，這種由連續性碳纖維增強的PPS復合材料板的ILSS 保持率還有92.5%，在 205℃時(shí)，ILSS保持率仍然接近40%。

      隨著(zhù)溫度的升高，PPS復合材料的聚合物鏈段從凍結狀態(tài)逐步向劇烈運動(dòng)狀態(tài)轉變，當溫度超過(guò)玻璃化轉變溫度（約為 85℃）時(shí)，樹(shù)脂基體的性能會(huì )產(chǎn)生弱化。在超過(guò)玻璃化轉變溫度后ILSS大幅度降低，這是因為樹(shù)脂基體和增強纖維之間的熱膨脹系數不同，溫度的升高導致兩者的界面粘結強度有所下降。

在高低溫循環(huán)情況下的層間剪切強度變化：

       為了考察高低溫循環(huán)對連續性碳纖維增強PPS復合材料板性能的影響，將其放置于高低溫變換環(huán)境中進(jìn)行多次循環(huán)實(shí)驗。發(fā)現連續性碳纖維增強PPS復合材料板在經(jīng)歷不同次數的高低溫循環(huán)后，ILSS 均有下降，隨著(zhù)高低溫循環(huán)次數的增加，ILSS 的下降幅度逐漸趨于平緩。不過(guò)，經(jīng)歷15次100℃–20℃高低溫循環(huán)后，ILSS的保持率仍有87.7%，經(jīng)過(guò)15次150℃–50℃的高低溫循環(huán)后，ILSS 的保持率仍然為 76.5%。由此可見(jiàn)，該連續性碳纖維增強PPS復合材料板對高低溫循環(huán)并不是特別敏感。在高達100℃的溫差條件下，這種連續性碳纖維增強PPS復合材料板的ILSS呈現出較好的穩定性。

       隨著(zhù)高低溫循環(huán)次數的增加，連續性碳纖維增強PPS復合材料板的ILSS之所以會(huì )逐步下降，同樣是因為樹(shù)脂基體和增強纖維之間的熱膨脹系數不同，經(jīng)歷高低溫循環(huán)后，兩者界面的粘結強度下降引起的。而且，在高溫條件下，聚合物鏈段充分伸展，溫度驟降又會(huì )使聚合物鏈段急速收縮，從而在材料內部產(chǎn)生較低的熱應力，這在纖維與樹(shù)脂的界面處表現得尤為明顯。

       實(shí)驗表明，通過(guò)考察不同溫度條件下對連續性碳纖維增強PPS復合材料板層間剪切強度的結果顯示，在不同溫度下，我公司生產(chǎn)的這種連續性碳纖維增強PPS復合材料板性能比較穩定，這也標志著(zhù)國內連續性碳纖維增強PPS復合材料制品的技術(shù)水平上升到了一定的高度，有望在短時(shí)間內達到甚至是超過(guò)國際同類(lèi)產(chǎn)品水平。

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