CCF/LMPAEK复合材料棒材的制备及性能研究

摘要

为了探讨不同带模比(R_TD)对连续碳纤维增强低熔点聚芳醚酮（CCF/LMPAEK）复合材料棒材性能的影响，采用自行设计、组装的连续纤维增强热塑性复合材料棒材成型装置，以CCF/LMPAEK预浸带为原料，制备R_TD为85%、90%和95%的3种不同CCF/LMPAEK棒材，并对CCF/LMPAEK棒材的弯曲性能、动态力学性能以及孔隙率进行表征。结果表明：随着R_TD的增加，棒材的弯曲强度（σ_f）和弯曲模量（E_f）显著提高。R_TD为95%的棒材σ_f达到686.3 MPa,E_f达到45.5 GPa，相比R_TD为90%的棒材，分别提升23%和21%。动态热机械分析（DMA）显示，随着R_TD的增加，棒材的储能模量（E'）和玻璃化转变温度（T_g）增大。当R_TD为90%时，棒材的E'为11 933.7 MPa；当R_TD为95%时，E'为12 760.5 MPa，相比R_TD为90%的棒材提高7%。3种棒材的T_g分别为440.5、440.6、441.7 K，相比纯LMPAEK，分别提升14.3、14.4、15.5 K，这表明该棒材具有良好的耐热性，在较高温度下仍能够保持良好的力学性能。此外，随着R_TD的增加，棒材的孔隙率下降，当R_TD为95%时，棒材表面光滑，其孔隙率仅为1.82%。

关键词

连续碳纤维 / 低熔点聚芳醚酮 / 棒材 / 带模比