[发明专利]一种高力学性能聚苯硫醚复合材料

说明书

本发明提供了一种高机械性能聚苯硫醚复合材料，它是由下述重量配比的原料组成的：氧化石墨烯包覆的碳纤维15.1～41份、聚苯硫醚60～85份。实验结果证明，本发明的聚苯硫醚复合材料具有高机械性能，其拉伸强度与杨氏模量与未改性的聚苯硫醚相比，分别提高了116％和193％；与碳纤维改性的聚苯硫醚相比，分别提高了13％和17％，而且制备方法的操作简便，应用前景良好。

技术领域

本发明涉及一种高力学性能树脂基复合材料，具体涉及一种高力学性能聚苯硫醚复合材料。

背景技术

聚苯硫醚英文简写为PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。为了拓宽其应用范围，会对其强度或者韧性进行改进。目前，通常采用玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维来改性聚苯硫醚，提高其强度。

与玻璃纤维、芳纶纤维改性的聚苯硫醚相比，采用碳纤维改性的聚苯硫醚具有更优异的综合性能。但是，由于碳纤维具有化学惰性，而且与大多数树脂基体的界面润湿性差，导致其不能大幅度的提高聚苯硫醚的机械性能，使得聚苯硫醚的应用受到限制。

目前有通过界面改性剂来改善聚苯硫醚复合材料机械性能的报道，但是改善效果一般，如，文献《张坤等.界面改性剂对聚苯硫醚/碳纤维复合材料力学和热力学性能的影响[J].塑料工业,2013(1):100-103》公开了以环氧丙酮为界面改性剂，改善聚苯硫醚的力学性能，但是，其拉伸强度仅提高了3.4％，提升幅度并不显著。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种高力学性能的聚苯硫醚复合材料，它是由下述重量配比的原料组成的：氧化石墨烯包覆的碳纤维15.1～41份、聚苯硫醚60～85份。

进一步地，它是由下述重量配比的原料组成的：氧化石墨烯包覆的碳纤维15.1～16份、聚苯硫醚84～84.9份。

进一步地，所述氧化石墨烯包覆的碳纤维中，氧化石墨烯与碳纤维的重量比为0.1～1:15～40。

进一步地，所述氧化石墨烯与碳纤维的重量比为0.1～1:15。

进一步地，它是由下述方法制备而成：

a、将氧化石墨烯均匀分散在水中，即得氧化石墨烯溶液；

b、将碳纤维均匀分散在步骤a所得氧化石墨烯溶液中，干燥，即得氧化石墨烯包覆碳纤维；

c、将氧化石墨烯包覆碳纤维与聚苯醚熔融共混后即得复合材料。

进一步地，步骤a中，所述氧化石墨烯与水的重量体积比为0.1～1:500g/ml。

进一步地，步骤a中，所述分散为超声分散，分散条件为以频率40kHz超声处理1h。

进一步地，步骤b中，所述分散为超声分散，分散条件为以频率20kHz超声处理1h；所述干燥温度为120℃。

进一步地，步骤c中，所述熔融共混是指先挤出造粒再注塑成型。

进一步地，挤出时，加料段到口模的各段温度分别为265℃、290℃、295℃、300℃、300℃、300℃、300℃和300℃；注塑时，加料段至喷嘴的温度分别设置为265℃、295℃、295℃、300℃和300℃。

实验结果证明，本发明改性的聚苯硫醚具有高机械性能，其拉伸强度与杨氏模量与未改性的聚苯硫醚相比，分别提高了116％和193％；与碳纤维改性的聚苯硫醚相比，分别提高了13％和17％，而且制备方法的操作简便，应用前景良好。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。