滑石粉与二氧化钛填料在熔融共混法中对PEEK/PEI复合材料力学与热学性能的协同增强机制

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Polymer Engineering & Science 3.2

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  本研究针对高性能聚合物复合材料在高温高强领域的应用需求,通过熔融共混法制备了不同配比的聚醚醚酮(PEEK)/聚醚酰亚胺(PEI)基复合材料,系统探究了滑石粉(T)和二氧化钛(TD)填料的协同增效作用。结果表明:PEI含量提升可增强拉伸强度,无机填料显著提高拉伸模量;差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)证实复合材料具有优异的热稳定性;扫描电镜(SEM)显示填料分散均匀无团聚。该研究为开发高性能工程塑料提供了重要理论依据。

  

在工程塑料领域,聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酰亚胺(PEI)这对黄金搭档因其出色的耐高温性和机械强度备受青睐。科研人员采用同向双螺杆挤出机开展了一场材料科学的"烹饪实验",通过精确调控PEEK/PEI的配比(80/20、50/50和20/80 wt%),并加入滑石粉(T)和二氧化钛(TD)这两种"调味料",制备出系列高性能复合材料。

熔体流动指数(MFI)测试显示,随着PEI含量的增加,材料流动性呈现下降趋势,但矿物填料的加入并未造成"交通堵塞"。力学性能测试中,PEI就像"钢筋"般提升了材料的拉伸强度,而T和TD填料则扮演着"混凝土"的角色,使拉伸模量显著超越纯PEEK。

差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)的检测结果令人振奋,这些复合材料在高温环境下依然保持"淡定自若"的热稳定性。动态机械分析(DMA)进一步揭示了材料在受力时的粘弹性特征。扫描电镜(SEM)拍摄的"证件照"显示,填料颗粒在聚合物基体中均匀分布,没有出现令人头疼的团聚现象。

这项研究为开发新一代高性能工程塑料提供了重要配方,未来在航空航天、医疗器械等领域将大显身手。就像给超级英雄打造更坚固的战衣,这些增强型复合材料有望在极端环境下展现非凡性能。

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