聚芳醚酮树脂基体特性对复合材料界面性能和层间性能的影响

来源：复合材料学报杂志2023年第8期北京时间：

作者：顾洋洋, 姚佳楠, 王力风, 刘刚, 陈春海, 杨曙光,

摘要：针对不同特性的国产高性能聚芳醚酮(PAEK-L、PAEK-H)树脂，采用微球脱黏的方法研究了PAEK树脂基体与国产T300级碳纤维(SCF35)碳纤维间的界面强度；采用国产碳纤维增强聚芳醚酮(SCF35/PAEK)热塑性预浸料制备复合材料，研究了树脂基体对复合材料的90°拉伸性能、短梁剪切性能、I型断裂韧性、II型断裂韧性的影响。结果表明：SCF35/PAEK复合材料的界面性能受树脂基体的流动性影响，流动性较高的PAEK-H树脂能够与纤维之间形成较好的界面结合及较高的界面强度，SCF35/PAEK-H复合材料中，树脂与纤维的接触角约为34.4°，界面剪切强度约为79 MPa，复合材料90°拉伸强度约为76 MPa，模量约为9.7 GPa，短梁剪切强度约为92 MPa；而流动性较低的PAEK-L树脂与SCF35碳纤维复合材料中，树脂与纤维的接触角约为35.8°，界面剪切强度约为64 MPa，复合材料90°拉伸强度约为55 MPa，模量约为8.6 GPa，短梁剪切强度约为86 MPa。SCF35/PAEK复合材料的层间性能受到树脂基体塑性变形能力的影响，基体塑性变形能力较强的PAEK-L较PAEK-H而言，其复合材料具有较高的断裂韧性，SCF35/PAEK-L的I型断裂韧性约为938 J/m²，II型断裂韧性约为2232 J/m²，SCF35/PAEK-H的I型断裂韧性约为638 J/m²，II型断裂韧性约为1702 J/m²。

关键词：碳纤维, 聚芳醚酮, 热塑性复合材料, 界面性能, 层间性能,