碳纤维增强聚苯硫醚(CF/PPS)航空复合材料的结晶行为及力学性能

曹硕，黄鑫林，朱姝，杨洋，徐捷

东华大学民用航空复合材料协同创新中心上海市轻质结构复合材料重点实验室纤维材料改性国家重点实验室湖北三江航天红阳机电有限公司树脂基结构与功能材料技术国家地方联合工程实验室中国商飞上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所复合材料中心

摘 要：通过非等温结晶方法研究了基于碳纤维表面修饰的连续碳纤维增强聚苯硫醚(Carbon fiber reinforced polyphenylene sulfide,CF/PPS)复合材料的结晶行为,并对不同降温速率结晶的复合材料样品进行弯曲和冲击等力学性能测试,探讨了CF/PPS复合材料加工条件与结晶特性以及宏观性能之间的联系。研究表明,在降温速率为10K/min～70K/min,CF/PPS的结晶峰温度与起始结晶温度均随着降温速率的增大而降低;其球晶生长速率和结晶速率也随之增大,但结晶度随着降温速率的增大而减小;PPS的晶核数量随着降温速率的增大而增多,平均球晶尺寸随之减小。当降温速率从10K/min增大至70K/min时,复合材料的弯曲强度从719.2MPa降低至689.4MPa,下降了4%;弯曲模量从70.0GPa降至63.5GPa,降低了9%;缺口冲击强度却随之增强,从62.0kJ/m~2提高至72.3kJ/m~2,提高了15%。

关键词：聚苯硫醚;碳纤维;非等温结晶;力学性能;