聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系的相容性和力学性能研究

徐道祥（安徽省池州市池州学院,安徽　池州　247100）

聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系的相容性和力学性能研究

徐道祥
（安徽省池州市池州学院,安徽池州247100）

本文对聚醚醚酮（PEEK）/聚苯硫醚（PPS）共混体系的加工流变行为进行了研究，分析了共混体系在不同状态下的相容性以及力学性能，实验结果表明在PEEK中加入PPS后对于共混体系的流动性有了显著的改善，但是在固态条件下仍然会呈现相分离状态。

聚醚醚酮；聚苯硫醚；相容性

聚醚醚酮（PEEK）作为耐热性能最优异的热塑性树脂，拥有着良好的综合电性能和力学性能，但是它也有缺点就是其熔融温度高达334℃，同时在融融状态下粘度很大，不利于成型加工。聚苯硫醚（PPS）虽然有良好的阻燃性和耐化学腐蚀性，同时在高温下依然十分稳定，具有良好的电性能和力学性能，但是其具有韧性较差、脆性大的特点，这给其应用带来了限制。现在已经有研究将PPS和其他难加工的热塑性工程塑料混合使用，用PPS的优良熔融加工性能来对后者的熔融加工性能进行改善。PEEK和PPS共混能得到性能更加优良的共混材料，既可以让PPS增强韧性，同时还可以使PEEK具有更好的流动性，所以目前聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系已经得到了更多的重视。

1　实验部分

1.1实验的原材料

选用吉大高新科技有限公司生产的聚醚醚酮（PEEK），材质为粉料，38Q；选用自贡晨鹤特种工程塑料有限公司生产的聚苯硫醚（PPS），材质为白色粉料，S-3Q；同时还有美国Fortafilfiber公司生产的碳纤维（CF），FORTAFIL219.

1.2实验过程

首先将配比好的干燥的PEEK和PPS放入转矩流变仪中进行熔融共混，同时对混合时间、温度以及转矩流变数据进行自动记录，待其达到平衡扭矩后便可获得熔融共混体系。然后进行压模过程，使共混体系成为20mm×2mm的圆片并进行平行板应力流变实验，对共混体系在不同温度和频率下的动态粘弹相应进行测试，并得出相应的数据信息。

2　结果与讨论

2.1聚醚醚酮/聚苯硫醚加工流变行为

图一为聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系的转矩变化情况，由此我们可以看出共混体系的流动性在PPS的质量分数低于10%的情况下是保持着一种相对稳定的状态的，流动性几乎没有出现变化；但是当超过某一个临界点后平衡转矩出现了变化，呈现阶梯状下降的规律，加工性能得到了明显的改善；而当持续了一段时间之后，共混体系的平衡转矩又因为热交联反应而逐渐上升。聚合物之间的熔体粘度、分子间的相互吸引力和分子之间的缠结作用都可以通过动态转矩反映出来。理想的共混体系剪切粘度的对数加和公式如下：

2.2聚醚醚酮/聚苯硫醚的动态粘弹行为

共混体系的相容性往往受到共混温度和两相质量比的影响，C•D•Han等人提出共混物是否相容的判断依据，即：用储能模量和损耗模量绘制出双对数坐标图，若共混物相容的，那么这个共混物的曲线斜率一致性较好，但是曲线与共混物的原本组成部分没有关系；若共混物不相容，那么曲线就对共混物的原本组成物质有较大的依赖性。350℃条件下聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系的动态模量关系如图三所示，通过图三我们可以看出，在聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系中，储能明模在这量个和温损度耗条模件下量此共的混双体对系数的曲相线容斜性率是具比有较良良好好的的一。致性，这就表

聚醚醚酮/聚苯硫醚固态共混体系的损耗因子如图四所示，通过图片我们可以看出，共混体系哪怕组成不同，但是都会具有两个分离的tgδ转变峰，两峰均处在靠近PEEK和PPS的Tg的位置，同时tgδ峰值哪怕不同组分，也都是和其含量相互影响的，含量增加则tgδ峰值也会呈规律性增加。所以我们可以得知，在固态条件下聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系的两相相容性较差，同时共混体系的两个tgδ转变峰和相对应的纯数值tgδ转变峰相比都是比较低的，伴随着PPS含量的增加,PEEK相会出现一系列变化，例如tgδ值变小、峰顶位置逐渐靠近PPS相以及平台变宽等，这说明两相界面间的大分子链仍然在一定程度上相互影响。

3　结论

通过以上的实验我们可以看出，在PEEK体系中引入PPS，对于PEEK的加工流动性能有着显著的改善作用。同时聚醚醚酮/聚苯硫醚共混体系的相容性在熔融状态（350℃）下保持的最为良好，但是在固态条件下共混体系会呈现出明显的相分离状态，其相分离程度和组成之间有着密切的联系。

徐道祥（1991-），男，安徽全椒人，本科，研究方向：高分子材料。