聚四氟乙烯(PTFE)具有所有树脂基体中最优异的介电性能、宽广的工作温度范围、耐烧蚀、耐腐蚀、抗雨蚀、抗热震等特性,是一种很有发展潜力的透波复合材料树脂基体。但是聚四氟乙烯的力学性能较差,用作结构透波材料时常常不能满足使用要求。玻璃布是一种高强度、低介电损耗的高性能透波用增强材料,如果用其对聚四氟乙烯进行复合增强,将是开发既有优异介电性能、又有良好力学性能的高性能透波复合材料的很好途径。 本文针对玻璃布增强聚四氟乙烯透波复合材料(GF/PTFE)制备过程中存在的成型工艺复杂、界面粘结性差等问题展开研究,从GF/PTFE复合材料的成型工艺制定、界面改性、材料性能及其影响因素等方面进行了较为系统的分析和讨论。 首先,采用PTFE分散液浸渍玻璃布、冷压成型、烧结固化三步相结合的方法成型GF/PTFE透波复合材料。通过研究分析成型过程中各工艺参数对复合材料介电性能、力学性能以及其它方面的影响,优化确定了GF/PTFE复合材料的成型工艺。结果表明,当玻璃布含量为40wt%时,采用压制压力45MPa、保压时间40min、烧结工艺330℃/1h+380℃/2h、升温和冷却速率50℃/h的成型工艺,对成型GF/PTFE透波复合材料最为合适。但是由于成型出的复合材料界面粘结性较差,致使其力学性能不能满足结构用透波复合材料的使用要求。 在对GF/PTFE透波复合材料界面改性的研究部分,本文分别采用硅烷偶联剂SG-Si900、含SG-Si900的稀土溶液及稀土溶液三种改性剂对玻璃布进行表面处理。借助扫描电镜(SEM)对不同表面处理条件下复合材料的界面粘结情况进行表征。通过热力学计算等方法分析探讨几种改性剂的改性机理及效果。并测试了不同表面处理条件下复合材料的力学性能、介电性能、吸水性以及热膨胀系数等性能。结果表明,浓度为0.3wt%的稀土溶液对复合材料界面性能的改善效果最好,能够明显提高复合材料的力学性能,但作为结构透波材料使用,还是不能完全满足要求。 为了进一步提高GF/PTFE复合材料的力学性能,本文又提出了采用氰酸酯西儿工业大学硕士疮文摘要树脂(CE)浸渍GF用TFE复合材料的增强改性思路。探讨CE对GF/PTFE复合材料的浸渍工艺,分析CE浸渍对复合材料力学性能的增强作用及增强机理,并对CE浸渍GF用TFE复合材料(GF/CE/PTFE)的介电性能、吸水性以及热膨胀系数等性能进行了研究。结果表明,GF/PTFE复合材料孔隙率为25%、吸入CE含量为14.4wt%的GF/cE/PTFE复合材料力学性能最好,而且介电性能优异,可以满足结构透波材料的使用要求。 由于透波材料的使用环境非常复杂,本文又研究了环境因素对GF/CE爪TFE透波复合材料性能的影响。在不同湿度、温度、频率的条件下,研究GF/CE爪TFE透波复合材料介电性能的变化规律,并通过水煮试验、高低温交变试验、紫外线辐射试验来研究环境因素对复合材料力学性能的影响作用。结果表明,复合材料的介电性能受湿度影响很大,但对温度和频率具有良好的稳定性。湿热环境对复合材料力学性能与热膨胀系数的影响较大,而高低温交变、紫外线辐射对其几乎没有影响。关键词聚四氟乙烯玻璃布复合材料成型工艺稀土溶液氰酸醋 界面改性介电性能