复合材料-高性能树脂(自学).ppt

第八章高性能树脂 8 1聚砜和聚芳醚砜 双酚A型聚砜 简称聚砜 非双酚A型聚砜 聚芳砜 PASF PolysulfonePSF PSU 聚芳醚砜 PES 结构特点 使聚合物具有良好的柔韧性 使聚合物具有突出的耐热性和热氧化稳定性 聚砜 PSF 合成 由二氯二苯基砜和双酚A的碱金属盐为原料反应制得的 M Na K 缩聚实施方法 溶液或熔融缩聚 特点 能在 100 150 长期使用 短期使用温度190 热稳定性高力学性能优异 即使在高温下也保持优良的机械性能化学稳定性好 除浓硝酸 浓硫酸 卤代烃外 能耐一般酸 碱 盐 在酮 酯中溶胀 主要缺点 耐紫外线和耐候性较差 耐疲劳强度差是主要缺点 成型方法 注塑 模压 挤出 热成型 吹塑等 控制熔体粘度 用途 主要用于电子电气 食品和日用品 汽车用 航空 医疗和一般工业等部门 非双酚A型聚砜 聚芳醚砜 合成 方法1 方法2 路易斯酸 如FeCl3 SbCl5 催化 聚合实施方法 溶液聚合或熔融聚合 通常用 性能 耐热性更好 在高温下仍保持优良机械性能 8 2聚醚醚酮 合成 原料 4 4 二氟苯酮 对苯二酚 碳酸钠溶剂 二苯砜 特点 半结晶性聚合物 最高结晶度48 良好的热稳定性 HDT 160oC Tg以上 强度和模量大幅下降 e g 200oC下拉伸强度和拉伸模量分别为室温的42 和8 韧性极好 断裂延伸率大于40 优良的化学稳定性 阻燃性 介电性及力学性能等 成型方法 注塑 挤出 层压 纺丝 制膜等 加工温度 370 399 软化点300 以上耐水性好 吸湿率低较好的耐热性 HDT 190 Td 350 以上 可在120 下长期使用 8 3聚苯醚 PPO 合成 二氯苯和硫化钠为原料 8 4聚苯硫醚 PPS 特点 高度结晶 溶解能力受限 只能溶于某些芳烃 氯代芳烃或杂环化合物中 优良的热稳定性 可在240 下长期使用在空气中对PPS进行热处理使它发生交联耐化学腐蚀性能 耐蠕变性 对增强材料有良好的粘合性能 介电性能 阻燃性能和易加工性能 8 5聚酰亚胺 Polyimide PI 基本结构 具有突出的热稳定性和氧化稳定性 以及优异的耐辐射性能和介电性能 长期使用温度可达250oC以上 分类 加聚型PI 缩聚型PI 热塑性PI 热固性 缩聚型PI原料 芳香二酐 芳香二胺合成 分两步进行二酐 二胺聚酰胺酸预聚物 可溶 聚酰亚胺 环化 热 化学 I II 聚酰胺酸不稳定 必须在干燥和冷冻的条件下保存 缩聚型聚酰亚胺树脂极少用作为复合材料的基体树脂 一般用于制造薄膜和涂料 加聚型PI 端基带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺 如 双马来酰亚胺 降冰片烯封端酰亚胺 乙炔封端酰亚胺等 成型加工 通过不饱和端基进行固化 固化过程中没有挥发性物质放出 热固性树脂 双马来酰亚胺 BMI 树脂 主要原料 马来酸酐 二元胺 BMI一般结构 合成 双马来酰亚胺酸 环化 双马来酰亚胺 目前国内大量应用且唯一商品化的BMI是4 4 双马来酰亚胺基二苯甲烷 BDM 几种常见BMI单体的熔点 固化BMI单体的分子双键端基与二元胺 酰胺 酰肼 巯基和羟基等含活泼氢的化合物进行加成反应 也可与环氧树脂 含不饱和双键的化合物 如烯丙基 乙烯基类化合物 反应 在催化剂或热作用下也可以发生自聚反应 固化物性能优良的耐热性较高的强度和模量脆性大 交联密度高 分子链刚性大 聚合物基体的作用 将纤维粘合成整体并使纤维位置固定 在纤维间传递载荷 并使载荷均衡 基体保护纤维免受各种损伤 基体决定复合材料成型工艺方法以及工艺参数选择等 基体决定复合材料的一些性能 如复合材料的高温使用性能 横向性能 剪切性能 耐介质性能等 此外 基体对复合材料的另外一些性能也有重要影响 如纵向拉伸 尤其是压缩性能 疲劳性能 断裂韧性等 聚合物基体的选择 对聚合物基体的选择应遵循下列原则 能够满足产品的使用需要如使用温度 强度 刚度 耐药品性 耐腐蚀性等 高拉伸 或剪切 模量 高拉伸强度 高断裂韧性的基体有利于提高