性能:
高性能树脂通常具有耐高温、使用的温度范围宽、阻燃、尺寸稳定,优异的机械性能,良好的耐辐射性、化学稳定性、耐湿性等。其中尤以耐高温性能最为重要。
耐高温树脂通常由主链含芳杂环的聚合物构成。这类树脂也可分为热固性和热塑性两大类。
聚合物的热稳定性:
在一定的时间内能保持其有用性质的温度或温度范围。
研究聚合物热稳定性的手段:热重分析(TGA)、差热分析、热扭变等。
聚酰亚胺(PI)
分类:
聚酰亚胺可分为加聚型、缩聚型和热塑性三种。它对热和氧化都十分稳定,并有突出的耐辐射性和良好的电性能,是目前产量较大的一类耐热树脂
缩聚型聚酰亚胺(C型PI):
C型PI主要是由芳香二酐和芳香二胺合成的。
由于聚酰胺酸的熔点和环化反应的温度很接近,所以沉淀作用显著地影响其流动性,使之难于应用于模压和层压工艺。
另外C型PI在环化期间有挥发物放出,容易在制品中产生孔隙,因此C型PI较少用作复合材料的基体树脂,而是作为膜和涂料方面使用。
选用不同的单体可以制备不同性能的C型PI。
单体的化学结构对C型PI热氧化稳定性有影响。
加聚型聚酰亚胺(A型PI):
C型PI的一些缺点限制了它在复合材料方面的应用。为了克服这些缺点,相继发展了A型PI,如双马来酰亚胺、降冰片烯封端聚酰亚胺树脂、乙炔封端酰亚胺等。
双马来酰亚胺树脂:
双马来酰亚胺树脂是由顺丁烯二酸酐和芳香二胺缩聚而成的。
双马来酰亚胺分子端含有活泼双键,它可以进行各种化学反应形成均聚物、共聚物,也可以作交联剂,还可以与环氧树脂混合使用,形成互穿网络结构。
双马来酰亚胺树脂具有一般聚酰亚胺树脂的耐高温、耐辐射、耐热湿环境的特点,又具有易加工的优点,但固化较脆。
主要有 Kerimid601,Kerimid6353,XU-292双马来酰亚胺。
降冰片烯封端聚酰亚胺树脂:
纳狄克酸酐是最早研究的封端单体之一。它与二氨基二苯基甲烷或二氨基二苯基醚,二苯甲酮四酸二酐或均苯四甲酸二酐反应生成端部带有降冰片烯端基的聚酰亚胺树脂。
其中重要的是 NASA Lewis研究中心发展的PMR型树脂。
PMR型树脂是芳香四酸的二烷基酯、芳香二胺、纳狄克二酸的单烷基配的甲醉或乙醇溶液。
乙炔基封端聚酰亚胺(API)
为了获得良好的加工性能和高的耐热性、在70年代发展了以乙炔基封端的聚酰亚胺树脂。其中代表性的是Gulf oil Chemicals公司出售的Thermic 600,预聚物的结构如下:
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