环氧树脂界面改性剂对PPS/CFF复合材料性能的影响

摘要

首先以4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4’-二氨基二苯硫醚(DDS)、4,4’-二氨基二苯二硫醚(DDDS)为主要原料,分别合成了3种环氧树脂界面改性剂,即四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷(TGDDM)、四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯硫醚(TGDDS)和四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯二硫醚(TGDDDS),并对其分子结构和环氧值进行了分析研究。然后采用上述界面改性剂对碳纤维织物(CFF)进行表面处理,并通过薄膜叠层法制备了聚苯硫醚(PPS)/CFF复合材料,研究了界面改性剂对PPS/CFF复合材料力学性能、微观形貌和自修复性能的影响。结果表明,TGDDS不仅能促使PPS熔体充分浸润碳纤维,而且可通过环氧基团与CF表面羟基等含氧基团的反应,在复合材料界面处产生化学键连接,从而使对应的PPS/CFF复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到417.3 MPa,54.1 GPa,279.7 MPa和39.5 GPa,较未处理的PPS/CFF复合材料分别提升了约51.6%,20.2%,47.1%和38.6%。另外,采用TGDDDS为界面改性剂制备的PPS/CFF复合材料具备较好的自修复性能,其拉伸强度的自修复率为95.9%。