2010复杂流体流变学研讨会资料 何嘉松 含热致液晶聚合物复合材料的应用流变学.pdf

2010年复杂流体流变学学术研讨会 2010.9.24 北京 含热致液晶聚合物复合材料的应用流变学 含热致液晶聚合物复合材料的应用流变学 —— 流变混杂效应及其产生于填充聚合物熔体的条件 —— 流变混杂效应及其产生于填充聚合物熔体的条件 何嘉松 中国科学院化学研究所 mail: hejs@iccas.ac.cn 1 一、热致液晶聚合物与原位复合材料 一、热致液晶聚合物与原位复合材料 主链型液晶聚合物 向列相具有剪切变稀特性 在剪切速率高于50 s-1时 剪切黏度随剪切速率的增大而降低 F. N. Cogswell, in L. Lawrence Chapoy (Ed.), Recent Advances in Liquid Crystalline Polymers, Elsevier, New York, 1985, Chapter 10 (Fig. 8), p. 172 静态 剪切流动 拉伸流动 2 原位复合材料 原位复合材料 含热致液晶聚合物（TLCP ）的共混物 增强剂尺寸在亚微米数量级 —— TLCP微纤是在熔融加工过程中就地形成的 • 降低熔体黏度 • LCP 微纤像“可熔融的玻璃纤维”一样提高材料的 强度和模量 模糊了共混物与复合材料的界线 G. Kiss, Polym. Eng. Sci., 1987, 27: 410 3 含TLCP的共混物具有很好的流动性 • TLCP微区沿流动方向高度取向 • 引起基体分子链的排列与解缠结 • 体系黏度明显降低 C.-K. Chan, P. Gao, Polymer, 2005, 46, 10890 C.-K. Chan, P. Gao, Polymer, 2005, 46, 8151 TLCP成纤: 在材料的冷却过程中，高度取向的TLCP 微区由于刚性分子链长的弛豫时间而被冻结成微纤状 决定原位复合材料力学性能的关键之一： 大长径比TLCP微纤的形成与保持 4 二、原位混杂复合材料 二、原位混杂复合材料 • 纤维（碳纤维，玻璃纤维，芳纶） • TLCP微纤（原位形成） • 热塑性树脂基体 在两个数量级尺寸上增强 在两个数量级尺寸上增强 • 降低熔体黏度 • 减少纤维断裂 • 使纤维择优取向 • 增强基体(主要增强作用来自纤维) • TLCP微纤阻断微裂纹的扩展 LCP/GF/PSF 10/20/70 • 提高材料综合性能 兼顾熔体流动性和材料力学性能 兼顾熔体流动性和材料力学性能 J. He, H. Zhang, Y. Wang, Polymer, 1997, 38: 4279 J. He, Y. Wang, H. Zhang, Compos. S