热塑性树脂和复合材料对环氧树脂力学和热性能的影响

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热塑性复合材料在服役过程中达到使用极限后的回收利用是关键问题，同时改善环氧树脂的强度、韧性和耐久性是延长材料和结构服役寿命的有效途径。本研究采用三种热塑性树脂（聚丙烯PP、聚酰胺6 PA6和聚醚醚酮PEEK）和复合材料（碳纤维/PEEK、玻纤/PA6和玻纤/PP）作为填料对环氧树脂（Ts）进行增强和增韧改性。通过力学性能、热性能和微观形貌分析揭示了Ts树脂的性能改善机制。研究发现，在质量比为0.5~1.0%的低掺量条件下，热塑性树脂和复合材料填料的添加使Ts树脂的拉伸强度、弯曲强度和剪切强度分别提高7~15%、7~15%和20~30%。改善机制在于热塑性填料的加入通过纤维的承载、热塑性树脂的能量吸收和优异的界面粘结作用，延长了裂纹扩展路径并延缓了失效过程。此外，热塑性复合材料对Ts树脂力学/热性能的增强效果优于单纯的热塑性树脂。当质量比增加至2.0~3.0%时，热塑性填料在Ts树脂中出现团聚和应力集中现象，导致力学和热性能下降。热塑性树脂的最优掺量分别为PEEK 0.5~1.0%、PA6 1.0~2.0%和PP 0.5~1.0%。相比之下，三种复合材料的最优质量比均为0.5~1.0%。应用前景分析表明，向Ts树脂中添加热塑性树脂和复合材料填料可促进热塑性复合材料的回收再利用，改善Ts树脂性能，可用作树脂基体、界面粘合剂和防腐涂层。

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