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纤维增强热塑性树脂基复合材料(Fiber reinforced thermoplasticity plastics, FRTP)相对纤维增强热固性树脂基复合材料(Fiber reinforced thermosetting plastics, FRP)具有韧性高、成型工艺简单、可重复利用等优异性能,越来越多的受到人们的关注。聚苯硫醚(PPS)是性能优异的特种工程塑料,具有良好的耐腐蚀性、阻燃性、绝缘性、耐热稳定等性能,是制造先进FRTP理想的基体材料。本文用双螺杆挤出机制备短碳纤维(Carbon fiber, CF)增强PPS预浸料,注塑成型PPS/CF复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、差热分析仪(DTA)、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、毛细管流变仪、摩擦磨损实验机、电子万能实验机等多种测试仪器,对PPS的流变性能及PPS/CF的成型工艺和熔融、结晶、热降解、动态热机械、力学、摩擦磨损行为等进行了研究,主要探讨了PPS/CF结构与热性能、机械性能的关系。研究发现,PPS的熔体粘度随温度的升高而逐渐下降。在290℃-340℃范围内,分子量高的PPS粘度更大且对温度变化更敏感；通过控制进入双螺杆挤出机中CF根数及螺杆转速,制备了不同CF含量(CF含量最高为19.68wt%)的PPS/CF预浸料；CF在PPS中分散效果良好,且沿螺杆挤出方向高度取向；螺杆转速对PPS/CF复合材料中CF的含量影响显著,对分散效果及CF长度影响不大。CF在PPS结晶过程中,起到异相成核的作用,提高了PPS的结晶度、结晶温度,使得结晶峰向高温方向移动；PPS与PPS/CF在氮气气氛下的热稳定性能优异；CF的加入提高了PPS的玻璃化转变温度；随着降温速率的增大,PPS及PPS/CF的结晶峰向低温方向移动,结晶峰变宽,相对结晶度减小；分别用Ozawa方程法和莫志深方程法来模拟PPS的非等温结晶动力学,研究发现,莫志深方程法更适合用来描述PPS非等温结晶动力学。CF的加入提高了PPS的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量。无缺口冲击强度随CF含量的增大,先减小后增大。CF的加入提高了PPS的刚性,当CF含量超过3.04wt%时,PPS/CF断裂形式由韧性变为脆性。当CF含量为19.68wt%时,PPS/CF的各项力学性能最佳,拉伸强度从55.59MPa提高到115.55MPa,弯曲强度从72.34MPa提高到152.82MPa,冲击强度从56.48MPa降低到47.34MPa；注塑成型PPS/CF,CF在边缘地带的分布与中心地带有差异,且沿PPS充模方向高度取向。CF的加入提高了PPS的耐磨性能,改变了PPS的摩擦磨损机理。PPS的摩擦磨损机理主要是挤出和粘着转移,PPS/CF的摩擦磨损机理主要为磨粒磨损。PPS/CF的摩擦系数及磨损率随CF含量的增大而减小；CF含量为19.68wt%时,PPS/CF的耐磨性能最好,摩擦系数从0.675下降到0.2,磨损率从2.4×10-6mm(Nm)-1下降到0.3×10-6mm(Nm)-1。