[基体,研究进展,高性能]简说高性能树脂基体的最新研究进展
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环氧树脂潜伏性固化剂研究进展陈连喜张惠玲雷家珩(武汉理工大学理学院应用化学系,武汉430070)摘要介绍了改性脂肪族胺类、芳香族二胺类、双氰胺类、咪唑类、有机酸酐类、有机酰肼类、路易斯酸一胺络合物类及微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂的研究现状。
关键词:环氧树脂,潜伏性,固化剂,单组分环氧树脂是一类具有良好的粘接性、电绝缘性、化学稳定性的热固性高分子材料,作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体,广泛应用于建筑、机械、电子电气、航空航天等领域。
环氧树脂使用时必须加入固化剂,并在一定条件下进行固化反应,生成立体网状结构的产物,才会显现出各种优良的性能,成为具有真正使用价值的环氧材料。
因此固化剂在环氧树脂的应用中具有不可缺少的,甚至在某种程度上起着决定性的作用。
环氧树脂潜伏性固化剂是近年来国内外环氧树脂固化剂研究的热点nq]。
所谓潜伏性固化剂,是指加入到环氧树脂中与其组成的单组分体系在室温下具有一定的贮存稳定性,而在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应的固化剂,与目前普遍采用的双组分环氧树脂体系相比,由潜伏性固化剂与环氧树脂混合配制而成的单组分环氧树脂体系具有简化生产操作工艺,防止环境污染,提高产品质量,适应现代大规模工业化生产等优点。
环氧树脂潜伏性固化剂的研究一般通过物理和化学的手段,对普通使用低温和高温固化剂的固化活性加以改进,主要采取以下两种改进方法:一是将一些反应活性高而贮存稳定性差的固化剂的反应活性进行封闭、钝化;二是将一些贮存稳定性好而反应活性低的固化剂的反应活性提高、激发。
最终达到使固化剂在室温下加入到环氧树脂中时具有一定的贮存稳定性,而在使用时通过光、热等外界条件将固化剂的反应活性释放出来,从而达到使环氧树脂迅速固化的目的。
本文就国内外环氧树脂潜伏性固化剂的研究进展作一基本概述。
l 环氧树脂潜伏性固化剂1.1 改性脂肪族胺类脂肪族胺类固化剂如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的双组分环氧树脂室温固化剂,通过化学改性的方法,将其与有机酮类化合物进行亲核加成反应,脱水生成亚胺是一种封闭、降低其固化活性,提高其贮存稳定性的有效途径。
本科毕业论文(设计)题目:环氧树脂固化剂的研究进展院(系)理学院专业化学年级2007级姓名学号指导教师职称讲师2011年6月13日目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (3)第一章环氧树脂 (5)环氧树脂的定义 (5)环氧树脂的类型分类 (5) (5) (6) (6) (7) (7)环氧树脂应用 (7) (7) (7) (8)环氧树脂的耐腐蚀性 (8)第二章固化剂 (10)固化剂的定义 (10) (10) (10) (10) (11)固化剂的用途 (11)第三章环氧树脂固化剂 (13)环氧树脂固化剂定义 (13)环氧树脂固化剂分类 (13) (13) (13) (13) (14)第四章环氧树脂固化剂的研究进展 (16)国内外环氧树脂固化剂的研究进展 (16)环氧树脂固化剂的前景和方向 (17)我国环氧树脂固化剂发展存在的一些问题 (17) (18)参考文献 (20)致谢 (21)摘要本论文介绍了环氧树脂和固化剂的定义、分类、用途以及二者之间的关系,文中着重讲述了国内外环氧树脂固化剂的研究现状。
目前,有关环氧树脂的固化剂的研究内容是改善环氧树脂的脆性、耐温性、耐候性、固化速度等方面的缺陷,提高环氧树脂的性能。
固化剂改性的主要方法是通过有机化学反应在原有的固化剂结构上引入新的官能团和特殊结构,或者合成新的固化剂品种,从而达到环氧树脂高性能化的目的。
二十一世纪的特征是能源、材料、环保和健康,在这个崭新的世纪,高分子材料将进入一个新的发展时期,在高分子化学向均匀高分子和绿色高分子绿色反应的方向发展趋势下环氧树脂也向着精细化、系列化、专用化、功能化、配套化、高纯化的方向进行着努力。
作为环氧树脂的固化剂,一方面原有的各种固化剂改性以适应新的要求,另一方面各大公司和研究单位也在积极研制新的固化剂,如季麟盐,取得了比原来的固化剂优异的性能。
文中着重阐述我国环氧树脂固化剂的研究现状,以及对环氧树脂固化剂的发展方向作了展望。
核壳颗粒增韧改性环氧树脂基体研究评述
朱刚建;李文晓
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2024(38)10
【摘要】环氧树脂(EP)具有优异的性能,被广泛应用在涂料、胶黏剂、复合材料等领域,但是其交联密度大,抗裂纹萌生和扩展能力差,因此,EP的增韧改性一直是国内外学者的研究重点。
核壳颗粒(CSP)作为第二相加入EP中能达到良好的增韧效果,同时不会引起热力学性能的大幅损失,相较于传统增韧剂有较大的发展前景。
本文在阐述EP的不同增韧机理的基础上,介绍了CSP增韧剂的增韧机理、主要类型及制备方法,评述了CSP材料、颗粒粒径、核壳比等因素对EP力学性能影响的研究结果,并分析了使用CSP增韧方法对作为复合材料基体的EP流变行为和固化动力学等工艺性能的影响。
【总页数】9页(P269-277)
【作者】朱刚建;李文晓
【作者单位】同济大学航空航天与力学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
【相关文献】
1.以具有核壳结构的聚丙烯酸酯颗粒增韧环氧树脂胶粘剂
2.核/壳结构增韧剂对环氧树脂的抗冲改性
3.不同结构聚合物核壳粒子对环氧树脂的增韧改性
4.橡胶核壳纳米颗粒增韧环氧树脂/酸酐体系的制备及其性能
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2024年热塑性树脂基复合材料市场分析现状简介热塑性树脂基复合材料是一种由热塑性树脂基体和增强材料组成的复合材料。
它具有重量轻、高强度、耐热性好等特点,在许多领域有广泛的应用。
本文将对热塑性树脂基复合材料市场的现状进行分析。
市场规模热塑性树脂基复合材料市场在过去几年里取得了快速的发展。
根据市场研究数据,2019年全球热塑性树脂基复合材料市场规模达到了XX亿美元,并预计未来几年内将保持持续增长的趋势。
应用领域热塑性树脂基复合材料在各个行业有广泛的应用。
其中,汽车行业占据了热塑性树脂基复合材料市场的一大份额。
汽车制造商逐渐意识到热塑性树脂基复合材料的优势,如轻质化、节能环保等,因此在车身、底盘等部位广泛应用。
此外,电子、航空航天、建筑等领域也都对热塑性树脂基复合材料有着较高的需求。
市场驱动因素热塑性树脂基复合材料市场的快速增长有多个因素推动。
首先,全球对轻质材料的需求不断增加,热塑性树脂基复合材料正是一个良好的选择,能够满足产品轻量化的需求。
其次,环保意识的提高也促进了热塑性树脂基复合材料市场的发展。
热塑性树脂基复合材料具有可回收再利用的特点,符合环保要求。
市场竞争态势热塑性树脂基复合材料市场竞争激烈。
当前市场上主要的竞争者包括国内外的复合材料制造商和热塑性树脂生产商。
这些企业通过不断创新和提高产品质量来争夺市场份额。
此外,市场上还存在一些新进入者,它们利用新技术和材料不断挑战传统市场。
市场前景热塑性树脂基复合材料市场前景广阔。
随着科技的进步和应用领域的不断扩大,市场上对高性能热塑性树脂基复合材料的需求将会增加。
同时,行业标准和法规的出台也将推动热塑性树脂基复合材料市场的发展。
预计未来几年内,热塑性树脂基复合材料市场规模将继续增长。
结论热塑性树脂基复合材料市场目前正处于快速发展阶段。
随着全球对轻质、高强度材料的需求不断增加,热塑性树脂基复合材料将在各个领域得到广泛应用。
在激烈的竞争环境下,企业需不断创新,提高产品质量来争夺市场份额。
高性能树脂新材料项目可行性研究报告完整立项报告【项目立项报告】一、项目背景及意义近年来,随着科技的不断进步和工业的快速发展,高性能树脂新材料作为一种重要的功能材料,被广泛应用于航空航天、汽车、电子、光电子等领域。
随着需求的增加,现有的高性能树脂材料已经无法满足市场需求,因此开发和研究新的高性能树脂材料具有重要的意义。
二、项目概况本项目旨在研究和开发一种具有较高性能的树脂材料,以满足市场对高性能树脂材料的需求。
通过分析现有高性能树脂材料的不足之处,我们计划采用先进的合成技术和改性技术,研究和开发一种新的高性能树脂材料,以提高其机械性能、耐热性能、化学稳定性等方面的性能。
三、项目目标1.研究和开发一种新的高性能树脂材料。
2.提升高性能树脂材料的机械性能、耐热性能和化学稳定性。
3.提高高性能树脂材料的生产效率和稳定性。
4.推动高性能树脂材料的应用推广。
四、项目内容及进度安排1.市场调研:调研高性能树脂材料市场需求和现有产品不足之处。
2.技术研究:研究先进的合成技术和改性技术,探索新的材料合成方法。
3.样品制备:根据研究结果,制备一系列高性能树脂样品,并进行性能测试。
4.性能测试:对样品进行机械性能、耐热性能和化学稳定性测试。
5.优化改进:根据性能测试结果,对样品进行优化改进。
6.生产仿真:进行高性能树脂材料的生产仿真模拟,提高生产效率和稳定性。
7.技术应用:推动高性能树脂材料在相关领域的应用推广。
五、项目预期成果1.研究和开发出一种具有较高性能的树脂材料。
2.优化改进现有高性能树脂材料的机械性能、耐热性能和化学稳定性。
3.提高高性能树脂材料的生产效率和稳定性。
4.推动高性能树脂材料在相关领域的应用推广。
七、项目风险及解决方案1.技术风险:可能存在技术上的难题和困难,影响项目顺利进行。
解决方案是加强团队技术培训和引进专业的科研人员。
2.市场风险:市场需求和竞争情况发生变化。
解决方案是加强市场调研,不断改进产品和服务,提高市场竞争力。
解析树脂基复合材料的性能及其有效应用树脂基复合材料是指以树脂为基体,通过加入不同类型的增强材料组成的一种材料。
树脂基复合材料具有许多优异的性能,因此被广泛应用于各个领域。
树脂基复合材料具有良好的机械性能。
通过选择不同类型的树脂和增强材料,可以调控复合材料的强度、刚度和韧性。
常用的树脂包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂和酚醛树脂等,常用的增强材料包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
树脂基复合材料的强度和刚度往往优于传统的金属材料,同时具有较好的抗冲击性能。
树脂基复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
树脂基复合材料的树脂基体可以提供良好的抗腐蚀能力,使其在恶劣的环境条件下使用。
增强材料的存在还能有效抵抗冲蚀和化学腐蚀的侵害,提高复合材料的使用寿命。
树脂基复合材料还具有较低的密度和良好的阻尼性能。
树脂基复合材料相比传统的金属材料具有较低的密度,有利于减轻结构的质量,提高材料的比强度。
树脂基复合材料还具有良好的阻尼性能,能够有效吸收机械振动,降低结构的噪声和振动。
树脂基复合材料的有效应用广泛存在。
由于其良好的性能,树脂基复合材料被广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑工程和体育用品等领域。
在航空航天领域,树脂基复合材料被广泛应用于飞机结构零件的制造,能够提高飞机的燃油效率和飞行性能。
在汽车工业领域,树脂基复合材料被应用于制动系统、传动系统和车身结构等部件的制造,能够提高汽车的安全性和燃油经济性。
树脂基复合材料具有优异的性能,并且在各个领域有广泛的应用前景。
通过不断的研究和创新,相信树脂基复合材料的性能还将不断提高,为人类社会的发展做出更大的贡献。
树脂基复合材料的研究现状及发展趋势周洁; 秦琴; 王彩【期刊名称】《《黑龙江科技信息》》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】2页(P50-51)【关键词】树脂基复合材料; 增强机理; 发展趋势; 面临挑战【作者】周洁; 秦琴; 王彩【作者单位】四川大学锦城学院机械工程学院四川成都611731【正文语种】中文树脂基复合材料优良的耐疲劳性、超高的比强度、超高的比模量、良好的抗腐蚀性能、良好的减震性能和过载安全性为它提供了很大的发展空间,并且具有多功能、成型简单、材料的结构和性能有可设计的特点。
树脂基复合材料良好的性能使得复合材料在航空航天、汽车行业、机械电子行业、建筑行业、生活中比如体育器材等领域有非常广泛的应用,在近几年更是得到了飞速发展。
本文主要介绍树脂基复合材料的中增强材料的增强机理、研究现状和它广泛的应用以及发展现状和面临的挑战。
玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维是树脂基复合材料采用的增强材料中最主要的增强材料。
下面就介绍一下增强纤维的增强机理和研究现状。
1.1 玻璃纤维的增强机理玻璃纤维是一种无机非金属材料,绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,主要由二氧化硅、氧化铝、氧化钙等构成。
玻璃纤维沿着机体内部生长,当受到的外力扩散到整个机体材料时,材料的抗拉强度、抗冲击强度及弯曲性能提高。
张磊[1]等采用E玻璃纤维和环氧树脂制成的树脂基复合材料,并进行加载实验。
实验得出,玻璃纤维做增强材料,树脂基复合材料有很好的抗拉性能,并且重量轻,有很好的绝缘性,也有效的降低了成本。
郭云竹[2]等通过实验分析用E玻璃纤维做增强材料的树脂基复合材料的热性能得出,玻璃纤维的强化作用会增加树脂基复合材料的储存模量和热稳定性。
尹志娟[3]等通过对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究得出,在低温的环境中,玻璃纤维的横向收缩比树脂基体小,因此树脂基复合材料的拉伸强度和压缩强度提高。
张硕[4]等通过对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料力学性能的研究,得出玻璃纤维具有显著的各向异性,并且玻璃纤维可以改善复合材料力学性能。
苯并噁嗪树脂的研究与应用(摘要)顾宜四川大学高分子科学与工程学院,成都,610065苯并噁嗪是一类有着重要发展前景的新型高性能复合材料基体树脂。
该树脂是由酚、伯胺和甲醛为原料合成的一种苯并六元杂环化合物,经开环聚合可生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构。
因此,人们将这种新型树脂亦称为开环聚合酚醛树脂。
与环氧树脂、双马来酰亚胺、酚醛树脂和氰酸酯等传统的高性能基体树脂所存在的这样或那样的不足相比较,苯并噁嗪树脂较好的将优良的成型加工性、综合性能和性价比集于一身。
该树脂的原料来源广泛,价格低廉,合成工艺简便;其固化反应为开环聚合,无小分子释放,固化收缩小(近似零收缩),易于成型加工,制品孔隙率低、尺寸精度高;固化产物具有较高的Tg和热稳定性,,优良的阻燃性和机械性能,高模量、低热膨胀系数、低吸水率、高热态强度、较高的成碳率以及低的吸水率。
苯并噁嗪化合物发现于1944年,其后Burke等人对苯并噁嗪的合成进行了较为深入的研究,1973年,Shreiber首次报道了经苯并噁嗪开环聚合制备酚醛塑料的研究工作,相继申请了数项专利。
而后一段时期,关于苯并噁嗪的理论研究和应用开发进展十分缓慢。
九十年代初期,美国凯斯西方储备大学Ishida教授开始对苯并噁嗪的合成、聚合产物的性能开展了较系统的研究,但其研究工作主要在理论方面,并在理论研究的基础上, 逐步走向应用。
进入21世纪,苯并噁嗪的应用研究快速发展,涉及日本、韩国、美国以及欧洲国家,相关的专利数已达80余项, 陆续有产品投放市场。
在国内,四川大学于1993年开始苯并噁嗪的合成及固化的研究,及复合材料制品的开发。
在“留学回国人员基金”、“国家自然科学基金”和“国家‘九五’科技攻关”等项目的资助下及企业的合作支持下,通过分子模拟、固化反应和固化机理的理论研究及工艺控制,解决了传统苯并噁嗪树脂固化温度高、交联密度较低、制品高温性能不理想等问题。
围绕不同成型工艺对树脂性质的不同要求,设计和合成了高活性苯并噁嗪树脂的溶液和固体,低活性和低粘度苯并噁嗪液体等不同结构的树脂及催化剂和固化剂体系;首创了悬浮法合成粒状苯并噁嗪合成技术;成功开发了155级和180级耐高温玻璃布层压板,高Tg的无卤阻燃硬质印制电路基板,性能优良的火车闸瓦等制品,分别在四川东方绝缘材料股份有限公司、成都联达合成材料厂、成都铁路局新都车辆配件修制厂和广州宏仁电子工业有限公司形成规模生产。
有机硅改性聚酯树脂的研究进展王旭波,赵士贵*,杨欣欣,王 峰,东 青(山东大学材料科学与工程学院,济南250061)摘要:综述了近年来国内外有机硅改性聚酯树脂的研究进展。
介绍了物理共混法和化学共聚法制备的有机硅改性聚酯树脂的特点、应用情况。
展望了有机硅改性聚酯树脂的发展前景。
关键词:有机硅,聚酯树脂,改性中图分类号:T Q264 1+7 文献标识码:A文章编号:1009-4369(2006)05-0264-04收稿日期:2006-03-20。
作者简介:王旭波(1981 ),男,硕士生,主要从事有机硅产品和工艺的研究。
*联系人:E-mail:w angxubo@mail sdu edu cn 。
有机硅是分子主链中含硅元素的有机高分子合成材料,主要分为硅橡胶、硅油、硅树脂及硅烷偶联剂4大类产品。
目前,有机硅应用于涂料等工业的产品多为硅树脂,它以Si O Si 为主链,与硅原子相连的是各种有机基团。
这一类化合物是属于半无机、半有机结构的高分子化合物,兼具无机材料与有机材料的性能,其介电性能在较大的温度、湿度、频率范围内保持稳定,还具有优良的耐氧化、耐化学品、电绝缘、耐辐射、耐候、憎水、阻燃、耐盐雾、防霉菌等特性[1];广泛用于电子电气、轻工纺织、建筑、医疗等行业。
但硅树脂固化温度较高(250~300 )、固化时间较长,漆膜的机械性能、附着力和耐有机溶剂性能较差。
在现代工业中,聚酯树脂是制造聚酯纤维、涂料、薄膜以及工程塑料的原料,通常由二元酸和二元醇经酯化和缩聚反应制得。
这类聚合物的一个共同特点是其大分子的各个链节间都是以酯基相连,通称为聚酯[2]。
聚酯具有光亮、丰满、硬度高、物理机械性能良好以及耐化学腐蚀性能较好等优点;但存在耐水性差、施工性能不好等缺陷。
用有机硅对聚酯树脂进行改性,使两种聚合物材料的优势得到互补,可以大大提高树脂的性能,扩展其使用范围[3]。
近几年来,有机硅改性聚酯树脂在国外的研究较多,但在国内的研究却较少,发展十分缓慢。
简说高性能树脂基体的最新研究进展引言材料是先进科技发展的重要物质基础。
一代材料,一代装备,以高科技含量的航空航天领域为例,新型航空、航天飞行器的诞生往往建立在先进新材料研制的基础上,航空、航天飞行器性能的突破很大程度上受到材料发展水平的制约高性能树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、高耐温和极强的材料性能可设计性而成为发展中的高技术材料之一,其在航空、航天工业中的应用也显示出了独特的优势和潜力,是航空、航天材料技术进步的重要标志。
目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类: 热塑性和热固性树脂。
典型的高性能热塑性树脂包括热塑性聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、液晶聚酯、聚醚醚酮等。
由于高性能热塑性树脂一般具有高的熔点和熔体黏度,作为复合材料基体使用时成型工艺性差,高温使用时易发生蠕变,极大地限制了其作为复合材料基体树脂的使用。
高性能热固性树脂是目前使用最广泛的先进复合材料基体,其复合材料具有优异的力学性能,可在恶劣的环境下长期使用。
按树脂应用性能特点可分为结构复合材料和功能复合材料热固性树脂。
结构用热固性树脂制备的复合材料力学性能较优,一般用于航空航天飞行器的主、次承力结构,包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等; 功能用热固性树脂制备的复合材料往往具有透波、吸波或抗烧蚀等特性,可作为航空航天飞行器功能结构部件,包括酚醛树脂、氰酸酯树脂等。
此外,近年来国内外还发展了一些新型树脂体系,如聚三唑树脂、邻苯二甲腈树脂和有机/无机杂化树脂等。
本文主要介绍高性能热固性树脂的研究进展。
1 双马来酰亚胺树脂双马来酰亚胺树脂作为航空耐高温结构材料的主力树脂,其复合材料的耐高温性能和抗冲击损伤性能是影响应用的关键因素。
北京航空材料研究院研制开发了QY260 树脂,该树脂体系经260℃固化后,Tg为325℃,其复合材料在260℃力学性能保留率55%,T300 复合材料冲击后压缩强度为202 MPa,综合性能基本达到美国氰特公司5270 双马来酰亚胺树脂的性能水平.北京航空材料研究院张宝艳等采用烯丙基双酚A、双酚A 和E51 环氧在催化剂作用下制备一种新型改性剂,并以此改性双马树脂研制了5428、5429、6421 系列双马树脂,其树脂体系具有优异的抗冲击损伤能力,CAI 可达260 MPa。
其中5428、5429 适用于热压罐和模压工艺,6421 可适用于RTM 成型工艺。
苏州大学梁国正课题组采用端氨基超支化聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂,探讨了端氨基超支化聚硅氧烷含量对树脂性能的影响。
研究结果表明,少量聚硅氧烷的加入不仅可以显著提高固化物的韧性,而且能有效加快树脂的凝胶时间,同时大幅度提高固化树脂的耐热性、介电性能和耐湿性。
中科院化学所赵彤课题组采用烯( 炔) 丙基醚化酚醛树脂改性双马树脂,研制了一类可适用RTM 成型工艺,并具有优异耐高温性能和透波性能的树脂体系。
该树脂固化后Tg 370℃,复合材料短时使用温度可达350℃。
石英布增强复合材料介电常数为3. 3,介电损耗为0. 018,在2 ~ 18 GHz 有良好的透波性能。
此外,该课题组采用活性稀释剂改性制备一类新型的双马来酰亚胺树脂体系,该树脂室温为粘稠液体,可适用于熔融法和溶剂法制备预浸料,预浸料室温铺覆性良好。
具有良好的工艺适用性,树脂经200℃固化后,Tg可达到372℃,具有优异的耐高温性能。
目前国内双马来酰亚胺树脂主要还是基于二苯甲烷型双马来酰亚胺单体和二烯丙基双酚A 改性剂,新型结构双马来酰亚胺单体的研究仅限于实验室,尚未实现商品化,与美国、日本存在一定差距,一定程度上限制了我国新型双马来酰亚胺树脂体系的开发。
2 聚酰亚胺树脂聚酰亚胺( PI) 树脂是一类具有优异的耐热、力学和介电性能的先进复合材料基体树脂。
改善树脂成型工艺性和进一步提高耐热等级是PI 研究和应用的主要方向。
异构PI( 指非对称型结构的PI) 树脂是2000 年以来PI 研究领域最重要的发现之一。
相对于对称型结构的PI 树脂,它以更加优异的耐热等级和流动性,解决了既能高温使用,又容易加工的难题。
这方面的研究工作在国外以美国NASA 和日本的JAXA为代表,国内长春应用化学研究所首先开展研究异构PI 的研究。
采用3,4 - 联苯二酐( 3,4 - BPDA) 和芳香二胺,并以4 - 苯炔基苯酐( 4 - PEPA) 作为封端剂制备了短时耐500℃以上高温的YHM - 500 树脂。
此外,短时耐550℃PI 也在同步开发中。
中科院化学所杨士勇课题组在第一代耐316℃PI 基础上,研制开发了第二代耐371℃PI,主要包括:KH - 305、KH - 306 和KH - 307。
其中KH - 305 和KH - 307 树脂具有优良的综合性能,树脂产品的标准固体含量为( 50 2) %,25℃的旋转黏度为200 ~250 mPas,室温下的储存期为2 个月,0~4℃下为6个月。
与多种碳纤维( T300,T700,C6000,IM5 等) 具有良好的浸渍性能,可以制备成高品质的碳纤维预浸料。
其复合材料的弯曲强度 1 200 MPa,弯曲模量 110 GPa; 在371℃的弯曲强度 650 MPa,弯曲模量 80 GPa。
在此基础上,中科院化学研究所进一步发展了耐426℃的第三代PI。
研制的耐427℃PI( KH- 309) 对碳纤维具有良好的浸润性,可以制成高品质的碳纤维预浸料( 带或布) 。
经反应性热模压成型工艺制备的KH - 309 /碳纤维层压复合材料的弯曲强度 1 200 MPa,弯曲模量 100 GPa; 在450℃的弯曲强度 500 MPa,弯曲模量 80 GPa。
PI 苛刻的成型工艺一直是困扰其应用的关键问题。
中科院长春应用化学研究所王震课题组研制了PI - 9731 的RTM 成型PI,该树脂的熔体黏度在250℃就已经低至0. 3 Pas,280℃下低黏度树脂的适用期 120 min,固化后树脂T5d 520℃,固化后树脂的Tg为410℃。
杨士勇课题组使用4 - 苯乙炔苯酐( 4 - PEPA) ,3,3,4,4 - 二苯醚四酸二酐( ODPA) ,3,4- 二氨基二苯醚( 3,4- ODA) ,1,3- 双( 4 - 氨基苯氧基) 苯( 1,3,4- APB) 和1,4- 双( 4 - 氨基- 2 - 三氟甲基苯氧基) 苯( 6FAPB) 合成了6 种设计分子量为1250 的PI 低聚物。
实验结果表明,用含有醚键及氟原子的混合二胺合成的系列树脂,其熔体黏度较低,熔体稳定性较好,可用于RTM 成型工艺。
但树脂的Tg较低[13]。
吉林大学陈春海课题组采用4 - 苯乙炔苯酐( 4- PEPA) 、1,3 - ( 3 - 氨基苯氧基-4 - 苯酰基) 苯( BABB) 和4,4 - 双( 3 - 氨基苯氧基) 二苯甲酮( APBP) 合成了两种苯乙炔苯酐封端的PI 预聚体。
预聚物在较低温度( 200℃) 时均具有很低的熔体黏度( 1 Pas) 和良好的熔体黏度稳定性,固化后Tg达到300℃以上,可适用于RTM 成型制备耐高温树脂基复合材料。
西北工业大学张秋禹等采用均苯四甲酸酐( PMDA)和2,4,6 - 三氨基嘧啶( TAP) 缩聚合成超支化PI。
该研究最大的特点是2 - 氨基与4,6- 位氨基具有不同的反应活性,在反应过程中能够规模化合成而不会发生凝胶化作用。
所制得的聚合物具有良好的溶解性及良好的热稳定性。
中南民族大学的周忠强等合成了三胺单体1,3,5- 三( 4 - 氨基苯基) 苯,将其与3,3,4 ,4 - 二苯酮四酸二酐( BTDA) 缩合并经亚胺化合成了一种新型超支化PI。
结果表明聚合物的溶解性得到很好的改善,可加工性大幅提高。
陈春海课题组采用双酚A 型二醚二酐( BPADA)和3 - 乙炔基苯胺进行缩聚反应合成了乙炔基封端的PI 预聚体。
预聚体175℃熔融,熔体黏度最低值约为0. 3 Pas 预聚体具有较好的加工性。
固化后Tg约为363℃,同时显示了优异的热氧化稳定性,在氮气和空气气氛下的T5d分别达490 和492℃。
赵彤课题组采用3 - 乙炔基苯胺,异构二酐和3,4 - 二氨基二苯醚合成了乙炔基封端异构异酰亚胺树脂。
树脂封端剂、二酐和二胺均为非对称结构,同时引入了非对称的异酰亚胺结构,制备的树脂具有好的溶解性和更低的熔融温度。
本树脂可溶于丙酮,120℃时熔融黏度 1 Pas,具有较宽加工窗口。
250℃固化后,树脂Tg为355℃,在氮气下T5d为482℃.3 有机/无机杂化树脂有机高分子与非有机材料的复合称为有机/无机杂化材料。
杂化材料具有优良的加工性和韧性,同时保留非有机材料耐热、耐氧化与优异的力学性能,目前已成为制备高性能及功能材料的重要手段。
华东理工大学黄发荣研究组研究开发了含硅芳炔树脂( SCAA 树脂) 。
该树脂具有良好的成型工艺性能,常温下是低黏度液体或低熔点的固体,熔体黏度 500 mPas,溶于极性有机溶剂( 如THF、丁酮等) ,适用于多种复合材料的成型工艺。
树脂在160℃左右固化,固化放热220 ~ 500 J /g。
固化树脂的Tg 400℃,在惰性气氛中热分解温度T5d达631℃,800℃下残留率达到91%,固化树脂在1 450℃烧结后能形成含SiC 陶瓷。
SCAA 树脂与增强纤维具有良好的粘接性能,复合材料亦具有优良的耐烧蚀性能,质量烧蚀率很低,作为发动机喷管扩散段材料有潜在的优势[含硅芳炔树脂具有优异的耐热性、良好的力学和耐烧蚀性能、优异的介电性能,同时也具有高温陶瓷化性能,适用于模压、RTM 等工艺。
因此,含硅芳炔树脂在耐高温结构、耐烧蚀防热、高温宽频透波、结构功能一体化材料领域具有良好的应用前景。
中科院化学所在聚硅氮烷树脂基础上,引入邻苯二甲腈树脂共聚制备了一类新型杂化树脂。
该树脂体系结合了聚硅氮烷高反应活性、介电性能好及高温力学性能好的特点。
树脂经250℃固化后,N2中热失重温度接近500℃,T10d达到了650℃, 800℃残重达到85%。
即使在空气中,其分解温度在500 ℃以上,800℃残重也达到了70% 以上。
其石英布复合材料力学性能,其弯曲强度450℃,保留率达到52%,500℃保留率达到44%,模量也没有下降。
层间剪切强度高温保留率达到47% 以上。
以上数据为250℃固化1 h 的样品测得,250 ℃固化5 h 的样品弯曲强度达到374 MPa,最高达到390 MPa,模量为21 GPa。
此外,研究了该杂化树脂/石英纤维复合材料介电性能,研究结果采用聚硅氮烷杂化邻苯二甲腈树脂,有效降低了复合材料的介电常数和介电损耗。
复合材料在1 ~ 12 GHz、室温~500℃,介电常数为3. 05~ 3. 23,介电损耗达到2. 5 10 - 3。