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《聚苯硫醚復(fù)合材料的制備與性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、電磁屏蔽聚苯硫醚復(fù)合材料的制備與性能研究摘要：本文使用粉末浸漬工藝制得連續(xù)玄武巖纖維和不銹鋼纖維增強(qiáng)聚苯硫醚預(yù)浸料，預(yù)浸料的編織物經(jīng)層壓成型制備了聚苯硫醚復(fù)合材料，對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)和電磁屏蔽性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：不銹鋼纖維/聚苯硫醚預(yù)浸料與玄武巖纖維/聚苯硫醚預(yù)浸料層壓所形成的復(fù)合材料其力學(xué)性能和電磁屏蔽性能均優(yōu)于鋁箔與玄武巖纖維/聚苯硫醚預(yù)浸料層壓所形成的復(fù)合材料；當(dāng)電磁波頻率小于200MHz時(shí)，復(fù)合材料的電磁屏蔽效能較高，不銹鋼纖維/聚苯硫醚預(yù)浸料中不銹鋼纖維含量為30%時(shí)，復(fù)合材料的電磁屏蔽效果達(dá)到較高值，當(dāng)電磁波頻率
2、在200-1500MHz范圍內(nèi)，材料的屏蔽效能在20-30dB間波動(dòng)。關(guān)鍵詞：聚苯硫醚，玄武巖纖維，電磁屏蔽，不銹鋼纖維，編織物信息技術(shù)迅猛發(fā)展方便了人類的生活，但所產(chǎn)生的電磁輻射也成為了一種新型的環(huán)境污染。向周圍輻射的電磁波會(huì)干擾周圍其它電子設(shè)備，影響了計(jì)算機(jī)信息的安全；過(guò)多的電磁輻射會(huì)影響人們的健康和生態(tài)環(huán)境；更為重要的是在國(guó)防上，電磁信號(hào)沒(méi)有得到有效屏蔽，會(huì)引起軍事泄密，嚴(yán)重危害國(guó)防安全。因此人們對(duì)具有電磁屏蔽功能的材料進(jìn)行了廣泛研究[1-3]。聚苯硫醚具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、自阻燃性，是熱塑性聚合物基復(fù)合材料理想的
3、基體材料。在絕緣的高分子材料中加入導(dǎo)電的材料，可賦予高分子材料一定的導(dǎo)電性能，但高分子材料的電阻值降低到一定的范圍，可賦予材料電磁屏蔽效能。本文使用粉末浸漬工藝制備連續(xù)玄武巖纖維及不銹鋼纖維與聚苯硫醚預(yù)浸料，分別編織形成預(yù)浸料的編織物，經(jīng)層壓工藝獲得聚苯硫醚復(fù)合材料，在復(fù)合材料中分別引入鋁箔和不銹鋼纖維與聚苯硫醚的編織物作為屏蔽層，制備了具有電磁屏蔽功能的結(jié)構(gòu)-功能一體化的熱塑性復(fù)合材料，研究了屏蔽層的種類、纖維含量對(duì)材料力學(xué)性能及電磁屏蔽效能的影響。1實(shí)驗(yàn)部分1．1主要原材料PPS：PPS-hb，60目，四川得陽(yáng)科技股份有限公
4、司產(chǎn)品；玄武巖纖維：連續(xù)無(wú)捻粗紗，牡丹江金石玄武巖纖維公司產(chǎn)品；不銹鋼纖維：800Tex,直徑12um，上海雅豐化工材料有限公司；鋁箔：厚0.01-0.025（mm）,上海愛(ài)邦鋁箔制品有限公司產(chǎn)品。1．2實(shí)驗(yàn)方法纖維增強(qiáng)聚苯硫醚預(yù)浸料的制備采用粉末浸漬法，玄武巖纖維無(wú)捻粗紗及不銹鋼纖維由牽引裝置以適當(dāng)?shù)乃俣葼恳?，?jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入聚苯硫醚粉末槽。纖維束在樹(shù)脂槽中吸附樹(shù)脂粉末后，進(jìn)入加熱烘道，樹(shù)脂熔融并經(jīng)適當(dāng)?shù)姆稚⒌玫叫鋷r纖維預(yù)浸料。預(yù)浸料編織而成的織物經(jīng)層壓工藝得到復(fù)合材料，在制備層壓復(fù)合材料的過(guò)程中添加鋁箔和不銹鋼纖維預(yù)浸料編織物5
5、作為電磁屏蔽層，得到具有電磁屏蔽性能的聚苯硫醚復(fù)合材料。1．1測(cè)試方法彎曲性能按GB/T9341-88制樣，使用GMT-4024電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試；按GB/T1843-96測(cè)定缺口懸臂梁沖擊強(qiáng)度。依據(jù)ASTMD4935-99進(jìn)行薄板電磁屏蔽效能測(cè)試。2結(jié)果與討論2.1鋁箔和不銹鋼纖維的引入對(duì)復(fù)合材料力學(xué)和電磁屏蔽性能的影響不同組成復(fù)合材料的彎曲性能見(jiàn)圖1。圖1鋁箔和不銹鋼纖維的引入對(duì)復(fù)合材料彎曲性能的影響圖中1號(hào)樣為純的玄武巖纖維預(yù)浸料編織復(fù)合材料，2號(hào)樣為引入了不銹鋼纖維編織物復(fù)合材料，3號(hào)樣為鋁箔層壓復(fù)合材料。由圖可知：不銹
6、鋼纖維編織層引入使得材料的彎曲性能有一定程度的下降，而鋁箔層加入后使得復(fù)合材料的的彎曲性能大幅下降，原因在于：鋁箔本身的強(qiáng)度較差，當(dāng)受到外力作用時(shí)，復(fù)合材料容易在鋁箔產(chǎn)生層間開(kāi)裂，不銹鋼纖維預(yù)浸料編織物中纖維浸漬良好，本身具有較高的強(qiáng)度，不銹鋼纖維/聚苯硫醚預(yù)浸料編織物與玄武巖纖維/聚苯硫醚預(yù)浸料編織物間可通過(guò)熔融的聚苯硫醚融為一體。不同組成復(fù)合材料對(duì)電磁波的屏蔽情況見(jiàn)圖2。由圖可知：鋁箔和不銹鋼纖維的引入使得復(fù)合材料的電磁屏蔽有了明顯的提高，不銹鋼纖維編織復(fù)合材料的電磁屏蔽性能明顯優(yōu)于鋁箔層壓復(fù)合材料的性能。當(dāng)電磁波頻率在20
7、0MHz以下時(shí)，復(fù)合材料的電磁屏蔽效果較好，如頻率在6MHz時(shí)復(fù)合材料的屏蔽效能高達(dá)60dB；當(dāng)電磁波頻率在200-950MHz時(shí)，復(fù)合材料的屏蔽效能變化不5圖2鋁箔和不銹鋼纖維層壓復(fù)合材料的電磁屏蔽性能大，鋁箔層壓復(fù)合材料的屏蔽效能在25dB左右，不銹鋼纖維編織復(fù)合材料的屏蔽效能要大于鋁箔復(fù)合材料5dB左右；當(dāng)電磁波頻率在1GHz附近時(shí)復(fù)合材料的屏蔽效果最差，頻率更高時(shí)，復(fù)合材料的屏蔽效能又有所回升。2.2不銹鋼纖維含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)和電磁屏蔽性能的影響不銹鋼纖維/聚苯硫醚編織物中纖維含量對(duì)層壓復(fù)合材料力學(xué)性能及電磁波屏蔽性能
8、的影響見(jiàn)圖3～圖5。圖3預(yù)浸料中不銹鋼纖維含量對(duì)聚苯硫醚復(fù)合材料彎曲性能的影響5圖4預(yù)浸料中不銹鋼纖維含量對(duì)聚苯硫醚復(fù)合材料沖擊性能的影響由圖可知，不銹鋼纖維預(yù)浸料編織層的加入使復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和沖擊強(qiáng)度有所下降，隨著預(yù)浸料中不銹鋼纖維含量的增加，復(fù)
