基于化沉积模型的聚乙烯基的机械和动态热力学性能的实验调查

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物工程 聚合物工程
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 聚乙基 (PEEK) 是一种高性能热塑性塑料,以其出色的机械和热性能而闻名.
• 沉积建模 (FDM) 是一种增材制造技术,在生产功能性聚合物零件方面越来越多的应用.
• 了解FDM加工PEEK的机械和热力学行为对于其在苛刻的应用中采用至关重要.

研究的目的:

• 综合调查和评估通过FDM加工的PEEK的机械和动态热力学性能.
• 为了比较FDM加工的PEEK与通过挤出建模 (EM) 制造的PEEK的性能.
• 分析加工方法对材料形态,结晶性和机械性能的影响.

主要方法:

• 拉伸测试和骨折形态观察,以分析拉伸失效机制.
• 差分扫描热量计 (DSC) 用于测量PEEK样品的晶度.
• 动态机械分析 (DMA) 用于评估动态热力学性能.
• 阿拉尼乌斯方程的应用,以确定玻璃过渡激活能量.

主要成果:

• 经过FDM加工的PEEK表现出98.3 ± 0.49 MPa的屈服强度和22.86 ± 2.12%的延长.
• 经过FDM加工的PEEK的收益强度比经过EM加工的PEEK高65.38%.
• 与EM加工PEEK (31.55%) 相比,FDM加工PEEK (34.81%) 的结晶度更高.
• 在FDM加工PEEK的内部微孔显著减少了延伸.
• 玻璃过渡激活能量 (ΔE) 确定为685.07kJ/mol.

结论:

• 处理方法显著影响PEEK的微观形态,结晶性和机械性能.
• 与EM相比,FDM加工导致PEEK的增强收益强度和结晶性.
• 尽管由于微孔而减少了延长,但FDM加工的PEEK表现出了出色的机械性能,使其适用于高性能应用.