高性能碳纤维增强尼龙10T复合材料制备与性能

作者：张琦; 夏礼栋; 李源; 徐凯; 高达利; 庄毅; 张师军^*

来源：工程塑料应用, 2022, 50(05): 44-49.

• 碳纤维
• 聚对苯二甲酰葵二胺
• 力学性能
• 结晶

以半芳香族尼龙聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)为基体树脂，采用碳纤维(CF)增强改性的方式制备高性能CF增强PA10T复合材料，研究不同质量分数的CF对PA10T/CF复合材料力学性能的影响。通过扫描电子显微镜对PA10T/CF复合材料的断面形貌进行分析，结合X射线衍射分析和差式扫描量热分析对复合材料的熔融、结晶过程和晶体结构进行分析，采用热重分析测试了复合材料的热稳定性。结果表明，CF的加入显著提高了PA10T/CF复合材料力学性能，当CF质量分数为30%，PA10T/CF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到253，360 MPa和20.1 GPa，比纯PA10T的性能分别提高216%，323%和675%。CF在复合材料结晶过程中起到异相成核作用，为结晶过程提供大量晶核，CF诱导α晶型PA10T晶态结构发生变化；同时也对分子链的运动折叠产生阻碍，导致晶粒生长不完善出现晶粒细化现象。加入CF后，复合材料结晶温度提高，结晶度随CF含量提高呈先下降后上升的变化趋势，同时热稳定性提高，当CF质量分数为10%时，复合材料热分解起始温度及失重50%的温度分别比纯PA10T提高10.7℃和12.4℃。

• 单位
  中国石油化工集团公司