Abstract
高強度及高剛硬性的碳纖維強化聚二醚酮（Polyether－etherketone，PEEK）及聚苯硫醚（Polyphenylene sulfide，PPS）等樹脂基材構成之高性能熱塑性複合材料，由於具有較佳的破壞韌性及抗脫層性，已被大量使用於航空及太空工業之結構件上，並經廣泛之評估。與傳統的碳纖維╱環氧樹脂熱固性複合材料相較，熱塑性複合材料之韌性較佳，耐衝擊性高，吸濕性低，而且具有易於加工，可提高生產速率，降低製造成本的優點較佳，耐衝擊性高，吸濕性低，而且具有易於加工，可提高生產速率，降低製造成本的優點。高級複合材料（Advanced compositematerials ）在使用過程中，會受到溫度，濕度及化學品丟外在環境的影響，而使材料本身產生物理或化學變化，進而使材料性質劣化，降低材料性能，本研究即針對此情形，探討碳纖維強化聚二醚酮（PEEK）及聚苯硫醚 （PPS）樹脂熱塑性複合材料之老化行為及環境安定性。研究的重點包括：（１）PEEK╱C．F．及PPS╱C．F．複合材料在各種溫度下之物理老化行為。（２）物理老化對 PEEK╱C．F．及PPS╱C．F．材料之熱性質，黏彈性質，結晶形態，機械性質,破壞韌性及耐衝擊性等性質的影響。（３）恆溫恆濕，浸水老化，航空油料，溶劑及化學孳品等不同的環境寺複合材料之樹脂基材，纖維╱樹脂界面及複合材料本身性質之影響。本研究結果顯示PEEK╱C．F． 及PPS╱C．F．複合材料均會受到老化及惡劣環境的影響，而使材料性能改變。物理老化會引起複合材料的體積及焓鬆弛，生長額外結晶，並增進材料的機械強度及模數，提高玻璃轉移溫度。 PEEK ╱C．F．及PPS╱C．F．具有良好的化學藥品及溶劑抵抗性，而除漆水，二氯甲烷及MEK 會塑化材料，降低玻璃轉移溫度，但亦會引起材料額外結晶，其中除漆水會降低材料之抗折強度。材料在恆溫恆濕及浸水老化環境下，以Fickian 擴散方式吸收水氣，造成機械性質輕微下降，而玻璃轉移溫度並沒有明顯變化，但在８０℃，８５％RH 環境下,高溫使得PPS╱C．F．的衝擊性質會受到物理老化影響而降低，但 PEEK╱C．F．具有較高的衝擊保持率，再者以模式I之層間破壞韌性（Interlaminar fracture toughness，ModeI）測試可知APC－２顯現兩種破損模式，而物理老化會降低APC－２的層間破壞韌性，但其值仍遠高於傳統的碳纖維─環氧複合材料。