聚苯硫醚（PPS）复合材料的研究进展与应用

聚苯硫醚（PPS）是一种半结晶性热塑性工程塑料，因其优异的耐热性、化学稳定性和电绝缘性而被广泛应用于多个工业领域。然而，PPS本身存在脆性大、冲击强度低等问题，限制了其在某些领域的应用。为了克服这些缺点，研究者们通过添加纳米材料、碳纤维、玻璃纤维等填料，开发了多种PPS复合材料。

1. 纳米材料复合

   - 纳米SiO2：通过熔融共混法将纳米SiO2均匀分散在PPS基体中，可以显著提高PPS的结晶度和弯曲性能。研究表明，添加1wt%纳米SiO2后，PPS/GF复合材料的层间剪切强度提高了49.4%，弯曲强度提高了30.6%。

   - 纳米CaCO3：纳米CaCO3作为刚性填料，与PPS共混后，复合材料的韧性得到明显提高。在添加量为5wt%时，冲击强度达到74.13kJ/m²，抗拉强度在10wt%时达到最大值83.73MPa。

   - 纳米G-ZnO：纳米氧化锌修饰的石墨烯（G-ZnO）与PPS复合后，不仅提高了拉伸强度、断裂伸长率和结晶度，还赋予了复合材料抗菌性能。

2. 碳纤维复合

   - 碳纤维增强PPS（CF/PPS）  ：通过表面修饰技术提高碳纤维与PPS的界面结合力，制备出高性能CF/PPS复合材料。研究表明，CF/PPS复合材料的层间剪切强度达到91.4MPa，弯曲强度达到953.7MPa。

   - 碳纳米管增强PPS（CNT/PPS）  ：通过黏度分散-退火法制备的CNT/PPS复合材料，具有优异的导电性和机械性能。该复合材料在350°C下具有30天的耐热性，并表现出2941 J/m²的高电导率。

3. 玻璃纤维复合

   - 玻璃纤维增强PPS（GF/PPS）  ：通过注射成型工艺制备的GF/PPS复合材料，在冷却温度较高的条件下，机械性能显著提高。研究表明，冷却温度为80°C时，GF/PPS复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高了20%和15%。

4. 应用领域

   - 电子封装：PPS复合材料因其优异的电绝缘性和热稳定性，广泛应用于电子封装领域。例如，纳米SiO2/PPS复合材料在电子封装中的应用表现出优异的性能。

   - 航空航天：CF/PPS复合材料具有高强度和轻质的特点，适用于航空航天领域的结构件。

   - 汽车工业：PPS复合材料在汽车工业中用于制造发动机零部件和高耐热性电子元器件。

 结论

通过添加纳米材料、碳纤维、玻璃纤维等填料，PPS复合材料的性能得到了显著提升。未来的研究应进一步优化复合材料的制备工艺和界面改性技术，以实现更广泛的应用。此外，随着新材料和新技术的发展，PPS复合材料在新能源、生物医学等领域的应用前景将更加广阔。