聚苯硫醚（PPS）作為世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的特種工程塑料之一，過(guò)去常常被用于制造汽車(chē)功能件、電子工業(yè)中的變壓器、阻流圈及繼電器的骨架和殼體，集成電路載體，機(jī)械工業(yè)中的殼體、結(jié)構(gòu)件、耐磨件及密封材料等。其在力學(xué)強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐老化性和阻燃性等多方面都表現(xiàn)出良好的性能優(yōu)勢(shì)，但是，純的PPS樹(shù)脂也具有脆性大、韌性不夠等性能缺陷，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要通過(guò)復(fù)合材料改性的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳的應(yīng)用效果。其中，碳纖維增強(qiáng)就是行之有效的方法之一。

     利用碳纖維提升PPS復(fù)合材料的性能應(yīng)該根據(jù)PPS復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用需求來(lái)決定，同時(shí)也要兼顧制造成本。一方面碳纖維的價(jià)格比較昂貴，另一方面，并非是碳纖維的加入量越多越好。我公司在碳纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料產(chǎn)品的制造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料中碳纖維含量保持在一定的閾值內(nèi)才能充分發(fā)揮其增強(qiáng)作用，客戶可以以此為參考，并根據(jù)應(yīng)用所需確定最為合適的用量。

      首先，碳纖維含量的占比在一定閾值內(nèi)就會(huì)對(duì)PPS復(fù)合材料的拉伸性能有明顯的增強(qiáng)作用。隨著碳纖維含量的增加，PPS復(fù)合材料的拉伸性能隨之上升，當(dāng)碳纖維含量在20%-25%時(shí)，PPS復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度能提高40%-50%。當(dāng)碳纖維含量超過(guò)25%后，拉伸性能的提升就會(huì)變得微乎其微。因此，針對(duì)PPS復(fù)合材料的拉伸性能來(lái)說(shuō)，碳纖維含量的閾值最好保持在20%-25%之間，只有在這個(gè)閾值之內(nèi)，復(fù)合材料的拉伸性能提升才會(huì)與碳纖維的含量成正比。

      其次，碳纖維的加入有助于PPS復(fù)合材料抗沖擊性的提高。當(dāng)PPS復(fù)合材料板在受到外力沖擊時(shí)，樹(shù)脂會(huì)將外加載荷傳遞到碳纖維上，碳纖維通過(guò)拔出、斷裂及脫黏等過(guò)程吸收能量，從而成為承受外在載荷的主體。我公司產(chǎn)品研發(fā)部人員通過(guò)不同碳纖維含量的PPS復(fù)合材料板的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳纖維含量從15%-35%時(shí)，復(fù)合材料板的抗沖擊性能逐步增加。當(dāng)碳纖維含量超過(guò)45%時(shí)，反而會(huì)出現(xiàn)因樹(shù)脂含量過(guò)低導(dǎo)致樹(shù)脂與碳纖維間黏結(jié)變差的情況，從而使板材的抗沖擊性能急劇下降。

      再者，碳纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料的彎曲性能也和碳纖維的含量密切相關(guān)。同樣是碳纖維增強(qiáng)的PPS復(fù)合材料板之間的對(duì)比：當(dāng)碳纖維的含量從5%達(dá)到30%時(shí)，板材的彎曲性能幾乎提升了一倍。但是，在碳纖維含量達(dá)到45%時(shí)，碳纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料板的彎曲性能出現(xiàn)下降趨勢(shì)。其原理也與上述原因類(lèi)似——碳纖維含量過(guò)高，PPS樹(shù)脂含量占比就會(huì)相應(yīng)減少，就會(huì)影響到浸漬的效果，一旦浸漬程度不夠，二者的界面黏結(jié)效果就會(huì)變差，從而產(chǎn)生一定的空隙，給彎曲性能帶來(lái)負(fù)面影響。

       此外，碳纖維的有效利用不僅可以幫助PPS提升力學(xué)性能，也可以對(duì)其電導(dǎo)率產(chǎn)生一定的影響。我們?cè)跇悠穼?duì)比中發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳纖維的含量在15%-20%之間時(shí)，復(fù)合材料的電導(dǎo)率增幅最為明顯。這是因?yàn)楫?dāng)碳纖維含量較低時(shí)，復(fù)合材料板表現(xiàn)為絕緣體，當(dāng)碳纖維含量增加時(shí)，纖維之間的距離減小，相互搭接構(gòu)建逐步增加，電導(dǎo)率也會(huì)增加，但是隨著搭接的密度達(dá)到一定程度，電導(dǎo)率的增加就會(huì)趨于平緩。

      總之，碳纖維的加入對(duì)PPS多方面的性能提升都有積極的作用，但是復(fù)合材料的配比非常重要，需要嚴(yán)格掌控碳纖維的含量方能獲得PPS復(fù)合材料最佳的應(yīng)用狀態(tài)。

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