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高拉伸强度的碳纤增强耐高温pps

日本东丽公司开发出与铝铸件具有相同拉伸强度的碳纤维增强聚苯硫醚(PPS)树脂，该树脂可进行注塑成型。在体积相同时，该产品比铝铸件轻45％，且还能保持PPS所具有的耐热性、阻燃性及耐化学腐蚀性。与以往的玻璃增强PPS树脂一样，PPS可采用注塑成型机进行成型加工。与金属材料相比，PPS成型产品的尺寸设计自由度高，生产时可采用各种复合成型技术。使用该材料生产的产品在汽车、电器及机械制造领域将有广泛用途。目前，公司正在加紧研发确立面向市场的工业化生产技术。

铝铸件是将高温熔化的铝液注入模具所得，其具有生产效率高和拉伸强度大等特点，因而在汽车／摩托车车轮、引擎部件和机械部件的生产中被广泛使用。但这次开发的碳纤维增强PPS树脂，采用东丽公司专有的长纤维碳纤维增强颗粒生产技术以及可用于注塑成型工艺的PPS基树脂材料生产，拉伸强度与铝铸件相当，这在全球尚属首次。

耐高温pps结构与性能受徐冷温度的影响

耐高温pps脆性较强影响纤维的可纺性，通过在纺丝设备上增设徐冷装置拟旨改变聚集态结构以提高PPS纤维的韧性，研究了徐冷温度对纤维结构与性能的影响。结果表明：徐冷温度对PPS纤维的结晶度有较大影响，其中，随着徐冷温度的升高，PPS初生纤维(UDY)结晶度减小，减小幅度为29．8％，而PPS牵伸丝(DT)结晶度随之增加，增幅为12．0％；UDY取向度随着徐冷温度的升高逐渐减小，降幅为7．8％，DT丝的取向度随着徐冷温度的升高而增加，最大增幅达15．3％，达到175℃时，又呈下降的趋势；随着徐冷温度的升高，PPSDT丝的断裂强度逐渐增大，最大增幅达到9．9％，达到175℃后开始降低，断裂伸长率变化趋势与断裂强度相反，最大降幅达到31．2％；随着徐冷温度的升高，PPS纤维的干热收缩率逐渐降低，最大降幅达46．6％，在温度超过175℃时，呈上升趋势，初始模量随着徐冷温度的逐渐增大，最大增幅为12．7％。

耐高温pps纤维是一种高性能纤维，具有优良的耐化学腐蚀性、耐热性、阻燃性以及良好的物理机械性能等，广泛应用于环境保护、化学品过滤和军事等领域¨“。我国是能源消耗大国，预计到2015年PPS纤维的年需求量将达到3万t，但国内现有年产量仅维持在8000t，而且纤维在火力发电使用中强度损失高达30％E5-61，目前存在的主要问题是工艺不够成熟，许多关键性技术有待突破，纤维产品质量不稳定。

耐高温pps纤维的大分子是由苯环在对位上与硫原子相连而构成。由于苯环间距离较近，高聚物熔点高达280℃，且脆性较强。纺丝过程中，为了提高可纺性与产品质量，在喷丝板下方增设一套加热装置(徐冷装置)，测得的热空气温度称徐冷温度。

随着徐冷温度的升高，PPS卷绕丝的结晶度逐渐降低，PPS牵伸丝的结晶度逐渐增大；PPS卷绕丝的取向度逐渐降低，而PPS牵伸丝呈先逐渐增大，达到180℃时降低的趋势；PPS纤维的断裂强度略有增加，断裂伸长率下降，达到180℃时，断裂强度下降，断裂仲长率增大；初始模量随结晶度增加而增大。PPS纤维的干热收缩率随着徐冷温度的升高而降低。

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