复合材料在现今工业生产中扮演着越来越重要的角色,其中,高分子基复合材料具有质轻、强度高、易于加工等特点在实际中应用非常广泛,尤其是在重型装备制造领域,随着可持续发展战略的提出,对选材要求越发苛刻,而降低产品结构重量最直接的方式就是用高性能的复合材料来替代传统金属合金材料。以往来讲,单一的高分子树脂材料无法满足日益严峻的性能要求,而PC和ABS这两种高分子树脂材料具有相似的主链结构和相近的溶解度参数,这就为制备高分子树脂合金材料提供了理论基础;同时,在得到高性能树脂合金基体后通过向其中加入无机纤维作为强化相,用以满足树脂在实际应用中的综合性能要求。本课题的主要研究内容是通过双螺杆挤出机制备无机增强的ABS/PC树脂复合材料:实验中首先对ABS和PC的配比进行研究,得到综合性能良好的实验配方,之后选用合适的相容剂,对ABS和PC两种高分子树脂的相容性进行改善,良好的基体材料是制备高性能复合材料的基础;考虑到无机物作为强化相,因此要对强化相进行表面官能化处理从而提高其反应活性,本实验设计了通过酸洗、偶联剂改性和挂胶处理等方式,对无机填料进行官能化处理从而提高强化相与高分子树脂基底的粘接性。研究结果表明:随着PC的加入对ABS的各项力学性能有所提升,当PC含量在60%~80%区间时,ABS/PC树脂合金的综合力学性能最好,继续向这一体系中添加相容剂ABS-g-MAH,树脂合金的玻璃化转变温度降低,微观形貌趋于平整,相容性变好;经过偶联剂处理后的氧化铝颗粒傅里叶红外测试表明,颗粒表面挂有对应偶联剂的特征官能团,氧化铝颗粒已具备反应活性;再经完全官能化处理后的纤维傅里叶红外测试和SEM照片表明,纤维表面均匀的覆盖一层有机物过渡层,这样的预处理方式有助于无机填料和高分子树脂基底的粘接。本实验研究了不同无机填料和不同添加比例对ABS/PC树脂合金增强效果的影响,分别向固定配方的ABS/PC树脂合金基体中加入氧化铝颗粒、碳纤维和单晶氧化铝晶须纤维,实验结果表明随着无机填料含量的增加,材料的抗拉强度均有所上升,这说明本实验制定的对无机填料官能化处理的方案有效,其中添加碳纤维的实验组抗拉强度提升最高;添加单晶氧化铝晶须纤维的实验组具有较好的综合力学性能;实验还研究了单晶氧化铝晶须纤维的加入对ABS/PC树脂合金体系热稳定性的影响,得到结果表明,当单晶氧化铝晶须纤维含量从5%增加到10%后,复合材料的热稳定性有明显的改善;继续添加单晶氧化铝晶须纤维至15%时,复合材料的热稳定性没有明显变化。通过实验结论可知,经过表面处理后的无机填料加入到ABS/PC树脂合金中后,碳纤维和单晶氧化铝晶须纤维都有着非常出色的增强效果,其中在力学性能提升和热稳定性改善上,单晶氧化铝晶须纤维都有着亮眼的表现;由于以往都选用纤维毡或小线束制备复合材料,成本高而且工艺繁琐,因此本实验的复合材料制备思路可以大幅度提高生产效率,并且在实际生产中具有指导意义。