玻纤增强脂肪族聚酮复合材料机械回收对性能的影响研究
Study of the Mechanical Recycling on the Properties of Glass Fiber-Reinforced Aliphatic Polyketone Composites
摘要整理
本研究评估了重复机械回收对新型脂肪族聚酮复合材料性能的影响，该复合材料含15 wt%和30 wt%玻璃纤维（PK15GF和PK30GF），为其在可持续工程应用中的潜力提供了深入认识。研究重点关注三个方面：熔体流动指数（MFI）和粘度的变化、玻璃纤维含量对热稳定性和机械稳定性的影响，以及多个加工循环中结构完整性和结晶度的保持。自2019年商业化以来的复合材料经历了单次和五次循环回收处理（100%再加工含量）。通过拉伸测试、差示扫描量热法（DSC）、动态力学分析（DMA）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、熔体流动指数（MFI）、差热分析（DTA）和机械拉伸测试等综合表征，揭示了填料含量相关的形态、热稳定性和结晶度的变化。PK15GF的MFI从100.56 g/10 min降至42.63 g/10 min，表明链断裂、重组和交联程度显著，而PK30GF仅从89.00 g/10 min降至59.76 g/10 min。FT-IR光谱证实PK15GF中交联程度更高，而DSC和DMA表明PK30GF的玻璃化转变温度（Tg）和熔融焓（ΔHm）变化较小（Tg +0.45 °C，ΔHm -13.93 J·g⁻¹），相比之下PK15GF的变化更大（Tg +1.13 °C，ΔHm -69.24 J·g⁻¹）。研究结果表明，较高的玻璃纤维含量可以缓解降解、保持结构完整性，并维持热稳定性和粘弹性稳定性，建立了填料含量、机械性能和可回收性之间的明确关联。总体而言，本工作阐明了降解机制，证明了玻纤增强脂肪族聚酮在可持续高性能工程和汽车应用中的潜力。