聚甲基丙烯酰亚胺PMI泡沫塑料的制备与表征-1

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的研究聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料是一种轻质、高强、隔热、隔音的材料。

近年来，随着环保意识的提升和对传统塑料材料的限制，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料在包装、建筑、交通等领域的应用逐渐增加。

本文将重点介绍聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的研究现状及其应用。

一、聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法目前，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法主要有物理发泡法、化学发泡法、复合发泡法等。

其中，物理发泡法是将压缩的聚合物塑料在加热下膨胀成泡沫材料；化学发泡法是在聚合物中加入发泡剂和催化剂，在加热作用下产生气体，从而使聚合物膨胀成泡沫材料；复合发泡法是将物理发泡法和化学发泡法结合起来，以期减少泡沫材料的密度，提高性能。

二、聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的性能介绍聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料是一种具有极佳性能的材料，其优点主要体现在以下几个方面：1.轻质性：相比于传统材料，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料具有较低的密度，可大幅降低包装、建筑、交通等领域的整体重量。

2.隔热性：泡沫结构的材料具有很好的隔热性能，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料隔热性能更是出色。

3.隔音性：泡沫结构的材料也有较好的隔音性能，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料在建筑物隔音、交通工具防噪音等领域有着很好的应用前景。

4.高强性：聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料可以通过改变发泡剂的类型和用量调节其强度，有很好的适应性，同时也具有很高的抗压性和抗弯曲性。

三、聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的应用1、包装领域应用聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料由于其轻质性、耐磨性以及缓冲性能等优势，逐渐成为包装领域中各种电子产品、玻璃器皿、防震安全附件等的主要包装材料。

2、建筑领域应用聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料在建筑领域有着广为人知的隔热、隔音、节能等优异性能。

其制成的板材、管道等产品可在环保、装饰、节能等领域得到广泛应用。

3、交通领域应用由于聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料具有很好的隔音性能，因此在汽车、飞机等交通装备的隔音垫、隔音板、座位等部位有着广泛的应用。

耐高温微细孔结构PMI泡沫的制备及研究鲁平才;阮诗平【摘要】The thermostable microporous polymethacrylimide foams was ing methacrylonitrile,methacrylic acid and acrylamide as monomers,AIBN as initiator,allyl methacrylate as crosslinker,RHL-32 as nucleating agent,using bulk polymerization,the thermostable microporous polymethacrylimide foams was prepared.The terpolymer molecular structure was studied via FTIR,DSC,TG and optical microscope.The results showed that there were a variety of cyclization reaction in the case of high temperature.Nucleating agent RHL-32 can effectively reduce the aperture of the PMI foam.By adjusting the amount of available RHL-32 can prepare suitable aperture PMI foam.%以甲基丙烯腈（MAN）、甲基丙烯酸（MAA）为单体、丙烯酰胺（AM）为第三单体、偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂、甲基丙烯酸烯丙酯为交联剂,并加入成核剂RHL-32,通过本体聚合,制备耐高温微细孔结构聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫。

借助FTIR、DSC、TG、光学显微镜等手段对于共聚物结构和发泡过程进行了分析。

PMI泡沫材料研究一、PMI泡沫材料简介聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫是一种交联型硬质结构型泡沫材料，具有100%的闭孔结构，其均匀交联的孔壁结构可赋予其突出的结构稳定性和优异的力学性能。

其主分子链为C-C链，分子侧链含有酰亚胺结构的泡沫塑料，可由多种方法制造。

该泡沫塑料是目前强度和刚度最高的耐热泡沫塑料（180～240℃），能够满足中高温、高压固化和预浸料工艺要求。

与各种类型树脂之间具有良好的兼容性，适合作为高性能夹层结构中的芯层材料使用，可以取代蜂窝结构，而且各向同性，容易经过机械加工成为各种形状复杂的截面形状，并且不含任何氟利昂，属于环保型材料，防火性能达到FAR 25.853和AITM等有关标准，代表着高性能聚合物结构泡沫塑料的最新发展领域。

PMI泡沫首先是由德国Schrder博士在1961年发明的，由德国Rohm(罗姆)和Hass股份有限公司于1966年在德国Darmstadt首先研制成功并实现商品化。

目前PMI泡沫已被广泛地应用在航天、航空、军工、船舶、汽车、铁路机车制造、雷达、天线等领域。

PMI泡沫具有下列性能：1、100%的闭孔结构，且各向同性。

2、耐热性能好，热变形温度为180～240℃。

3、优异的力学性能，比强度高、比模量高，在各种泡沫中是最高的。

4、面接触，具有很好的压缩蠕变性能。

5、可高温热压罐成型（180～230℃、0.5～0.7MPa），可真空包加热成型（180～230℃，几个Pa），还可熔融注射成型，实现泡沫夹层与预浸料的一次性共固化。

6、不含氟里昂和卤素。

7、良好的防火性能，无毒、低烟。

8、和各种树脂体系的相容性好。

9、优良的介电性能：介电常数1.05～1.13，损耗角正切在(1～18)×10-3。

在2～26 GHz 的频率范围内，其介电常数和介电损耗的变化很小，表现出很好的宽频稳定性，使之非常适于雷达及天线罩的制造。

10、没有铝蜂窝夹层结构的面板-蜂窝界面的湿热腐蚀。

聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫塑料PMI泡沫塑料简介§PMI泡沫塑料是首家国内自主研发的一种闭孔刚性发泡材料，适用于轻质夹层结构复合材料。

§PMI泡沫塑料具有优异的力学性能，相同密度下，PMI泡沫的压缩、拉伸、剪切模量和强度最高。

§PMI泡沫塑料具有高的耐热变形温度，最高耐热变形温度可以达到220℃，是目前耐热性能最好的结构泡沫塑料；§PMI泡沫塑料易于加工，可以采用热成型方法和机械加工成为各种复杂的形面；§PMI泡沫塑料粘接性能好，可以用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等胶粘剂获得良好的粘结界面；§PMI泡沫塑料能在180℃和热压罐压力条件下实现与面板共固化；§PMI泡沫塑料不含任何氟氯烃、无毒。

PMI泡沫塑料用途本公司产品可应用于风电叶片、航空航天、雷达、体育器材、医疗器械、轮船、车辆等领域。

耐蠕变压缩性能作为聚合物泡沫材料，具有一定的蠕变性能。

所谓蠕变性能是指材料在一定的温度情况下，经过一定的时间，在一特定的压力下发生的变形。

作为泡沫材料，除了要有很好的物理性能之外，还要确认泡沫芯材能不能满足特殊的制造工艺要求。

通常在夹层结构固化过程中，泡沫必须能够在一定的时间内，承受温度和压力的综合作用，耐蠕变性能是决定夹层结构构件制造过程可靠性和重复性的重要指标。

压缩蠕变性能和材料密度有关：密度越高压缩蠕变越小。

压缩蠕变性能和材料含水率有关：含水率越高，压缩蠕变率越大。

蠕变除了和材料的性能有关外，还和工艺所需的压力、温度、时间有关。

在加温、加压固化时，为了保证在共固化以后，泡沫夹层结构不发生变形，设计时需要考虑蠕变性能。

在确定制作工艺之后，所选材料的压缩蠕变率越小越好。

疲劳性能夹层结构和单片结构相比，具有很多优点，例如，夹层结构的比刚度性能要比单片结构好。

这些优点使得夹层结构在应用中迅速增加。

但是，在动力载荷下，例如机车、高速船、航空和风力发电叶片等构件，需要对夹层结构的耐疲劳性能进行研究、测试和比较。

D01：10.19936/ki.2096-8000.20210428.013PMI泡沫夹层碳纤维复合材料的制备及力学表征原崇新1,董青海“，何斌2(1.中国商飞上海飞机制造有限公司复合材料中心，上海200123； 2.湖南兆恒材料科技有限公司，长沙410200)摘要：由于具有较好的力学性能和工艺稳定性，聚甲基丙烯酰亚胺(PM1)泡沫夹层结构在航空领域得到了大量的应用。

目前飞机上通常采用预浸料与泡沫热压罐固化制造夹层结构，这种工艺成本较高且只能保证贴模面的表面质量。

本文中采用闭模液体成型工艺制备了质量稳定的泡沫夹层结构，对比了同时注胶与交替注胶的制备方法，结果表明交替注胶可以得到更好的成型质量。

并对泡沫芯材的力学性能进行了测试，在此基础上建立了泡沫材料的失效模型，并通过有限元分析了其三点弯曲、侧压屈曲等力学性能，有限元模型分析结果与实际测试结果基本一致，有限元模型可揭示在这些加载条件下夹层结构的破坏机理及渐进损伤过程，研究结果可推动高性能的航空用复合材料夹层结构的低成本化制备以及结构服役的虚拟试验。

关键词：PM1泡沫；夹层结构；闭模RTM；后屈曲；有限元；复合材料中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：2096-8000(2021)04-0089-07泡沫夹芯复合材料一般由较薄的刚性面板和较厚的柔性泡沫芯材组成，以获得较高的弯曲刚度。

同时，泡沫通常具有较低的导热系数和较高的阻尼系数，可满足隔热和降噪等功能要求。

因此泡沫夹层结构已被广泛应用于航空航天、船舶、风力发电、汽车、火车等领域［1，2］。

聚甲基丙烯酰亚胺(PM1)泡沫是目前综合性能最好的新型高分子结构泡沫材料,其热变形温度为180T~240抗压强度在0.5MPa以上,具有良好的防火性能，与树脂体系相容好，因此PM1泡沫夹层结构已被应用到民用飞机的结构部件上,如副翼、翼根整流罩、后压力舱、扰流板等［3］。

国内外学者对泡沫夹层结构的液体成型(RTM)做了一定研究。

聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料的制备与表征Preparation and Characterization of Polymet hacrylimide Foams曲春艳,谢克磊,马瑛剑,王德志(黑龙江石油化学研究院,哈尔滨150040)QU Chun2yan,XIE Ke2lei,MA Ying2jian,WAN G De2zhi(Heilongjiang Pet rochemistry Instit ute,Harbin150040,China)摘要:以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)为单体,采用浇注法制得了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料,利用红外光谱(FTIR)、光学显微镜、差示扫描量热法(DSC)和热失重分析(T G)等手段对其结构和性能进行分析和测试。

研究结果表明:将50份MAA、50份MAN、1～5份氧化镁、2～8份正丁醇、叔丁醇的混合物、012～013份过氧化二苯甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯和011～012份的甲酰胺,混合均匀后在40～60℃聚合为可发泡的MAA/MAN共聚物,该共聚物在200～220℃下发泡2～3h,在160℃下热处理5～6h,制得PMI泡沫塑料,其力学性能和耐热性能优异。

在发泡和热处理过程中分子链发生分子重排反应,生成六元酰亚胺环结构;PMI泡沫为闭孔泡沫塑料,泡孔平均孔径在015～017mm之间;制得的泡沫塑料热稳定性好,热分解温度在22115℃左右。

关键词:甲基丙烯酸;甲基丙烯腈;聚甲基丙烯酰亚胺;泡沫塑料中图分类号:TQ32812 文献标识码:A 文章编号:100124381(2008)1120019205Abstract:Polymet hacrylimide(PM I)foams were prepared by t he casting process using met hacrylic acid (MAA)and met hacrylonit rile(MAN)as monomers.The struct ure and p roperties of t he PM I foams were analyzed by inf rared adsorption spect rum(F TIR),optical microscope,differential scanning calo2 rimeter(DSC)and t hermogravimeter(T G).The result s show t hat t he foamable MAA/MAN copoly2 mers were p repared at40260℃by polymerizing t he mixt ure of50p hr MAA,50p hr MAN,125p hr mag2 nesium oxide,228p hr butanol and tert2butanol,0122013p hr dibenzoyl peroxide and tert2butyl per2 benzoate and0112012p hr DM F.Then t he resulting copolymers were expanded at2002220℃for223h, subsequently treated at160℃for526h,generating PM I foams wit h excellent mechanical p roperties and heat2resistance.Molecular rearrangement reaction occurs during t he foaming and post2t reat ment forming hexahydric imide ring.The p repared PM I foams have closed cell struct ure wit h t he cell size ranging f rom015mm to017mm and have a good t hermostability wit h t he characteristic degradation temperat ure at about22115℃.K ey w ords:met hacrylic acid;mat hacrylonit rile;polymet hacrylimide;foams 聚甲基丙烯酰亚胺(PM I)泡沫塑料是一种轻质、闭孔的硬质泡沫塑料,泡孔为100%闭孔结构,具有比PVC,PU R等硬质泡沫塑料更高的比强度、比模量和抗蠕变性。

·综述·聚甲基丙烯酰亚胺（ＰＭＩ）泡沫研制现状赵飞明安恩彤穆晗（航天材料及工艺研究所，北京１０００７６）文摘综述了聚甲基丙烯酰亚胺（ＰＭｌ）泡沫的性能、制备和运用。

ＰＭＩ泡沫耐高温、高比强度、高比模量、具有很宽的高频稳定性、１００％闭孔，非常适合于制备泡沫夹心结构。

配方技术、分子结构控制技术是ＰＭＩ泡沫制备的关键技术。

泡沫配方与主原料（甲基丙烯睛和甲基丙烯酸）、引发剂、发泡荆、交联荆、阻燃剂和其他添加剂有关，其种类和用量需要通过试验仔细选择。

阐述了反应原理。

二步法工艺即低温预聚合和高温发泡，适合于ＰＭＩ泡沫的制备。

预期了未来的发展方向。

关键词聚甲基丙烯酰亚胺，泡沫，制备，结构，性能，应用ＰｒｅｓｅｎｔＳｔａｔｅｏｆＡｎｏｆＰｏｌｙｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｍｉｄｅ（ＰＭＩ）ＦｏａｍＲｅｓｅａｒｃｈＺｈａｏＦｅｉｍｉｎｇＡｎＳｉｔｏｎｇＭｕＨａｎ（ＡｅＤ叩ｓｐ∞ｅＲｅｓｅａｒ｛ｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ０ｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＰｒｏｃｅｓ８ｉＩｌｇ’ｒｅｃｌｌＩｌｏｌｏ盯，ＢｅｉｊｉＩＩｇｌ０００ｒ７６）ＡｂｓｔｍｃｔＴｈｅｐｒ叩ｅｎｉｅｓ，ｐｒｅｐ缸眦ｉｏｎ锄ｄ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｍｅｔｌｌａｃｒｙｌｉｍｉｄｅ（ＰＭＩ）ｆｏ锄ｓａｒｅｒ；ｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔＩｌｉｓｐ印ｅｒ．ＰＭＩｆｏ肌ｓｗｉｎｌｄｌｅｐ唧洲∞ｏｆｈｉｇｌｌ一ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓ啪ｃｅ，ｈｊｇｌｌｓｐｅｃ进ｃｓ晚ｎｇｔｌｌ粕ｄｍｏｄｕｌｕｓ，奶ｄｅｈｉｇｌｌｆｒｅ—ｑｕｅｎｃｉｅｓｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄ１００％ｃｌｏｓｅｄｃｅＵａｒｅａｔｙｐｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｉｎｇｇｏｏｄｐｍｐｅｎｉｅｓａｎｄｖｅｒｙｓｕｉｔｅｄｔｏｐｒｅｐ觚ｎｇｆｏ啪ｓａｎｄｗｉｃｈｅｓｓｔｍｃｔｕｒｅｓ．Ｆ０ｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＰＭＩｆｏａｍｓ，ｔｈｅｍｃｉｐｅｓａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｍｃｔｕｒｅｓｃｏｎｔｒｏｌｓａｒｅ卅ｏｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｆ０锄ｓｒｅｌａｔｅｓｔ０ｍａｉｎｒａ＿ｗｍａｔｅｒｉａｌｓ（ｍａｔｈａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄａｎｄｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ），ｉｎｉｔｉａ—ｔｏｒｓ，ｆｏａｍｉｎｇａｇｅｎｔｓ，ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇａｇｅｎｔｓ，ｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔｓａｎｄｏｔｈｅｒａｄｄｉｔｉｖｅｓｗｈｏｓｅｔｙｐｅｓａｎｄｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｎｅｅｄｓｅｌｅｃｔｉｎｇｃａｒｅｆｕｌｌｙｂｙｔｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｒｅｅｌｕｃｉｄａｔｅｄ．Ｔ如ｏｓｔｅｐｍｅｔｈｏｄｓ，ｎａｍｅｌｙ，ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒｉｎｇａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅｓａｎｄｆｏ锄ｉｎｇａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｗｅｒｅ印ｐｌｉｅｄｔｏｔ１１ｅｆｏａｍｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ．ＰＭＩｆｏ枷ｓｈａｖｅ惭ｄｅｓｐｒｅａｄ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｃｉＶｉｌａｎｄｍｉｌｉｔａｒｙｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．ＴｈｅｓｔｕｄｙｏｆＰＭＩｆｏａｍｓｊｕｓｔｂｅｇｉｎｓａｔｈｏｍｅａＩｌｄｔｌｌｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｅｘｐｅｃｔｅｄ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＰｏｌｙｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｍｉｄｅ，Ｆｏａｍ，Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，Ｓｔｌｌｌｃｔｕ陀，肺ｐｅｎｉｅ８，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｌ引言ＰＭＩ泡沫材料最早是德国Ｓｃｈ啪ｄｅｒ博士在１９６１年发明的…，由德国Ｒ６ｈｍ和Ｈ鹤ｓ股份有限公司在德国Ｄａ瑚ｓｔａｄｔ生产拉４Ｊ。