复合材料-第二章.ppt

复合材料,第二章复合材料基体,Contents,(六)高性能树脂,1.聚酰亚胺树脂,性能:热稳定性和氧化稳定性好耐辐射性能和介电性能好,不同类型聚酰亚胺的热稳定性,温度/oC,质量保留率/%(2h）,(1)缩聚型聚酰亚胺树脂,二酐二胺聚酰胺酸,聚酰胺酸的环化在高温下进行，聚酰胺酸的熔点接近环化反应的温度，沉析作用影响树脂的流动性，不适用于模压和层压成型工艺。环化时有小分子放出，很少用作复合材料的基体树脂,BTDA和各种芳香二胺合成的聚酰亚胺,单体的化学结构影响缩聚型聚酰亚胺树脂的热稳定性,(2)加聚型聚酰亚胺树脂,端基带不饱和基团低相对质量聚酰亚胺.成型加工时通过不饱和端基进行固化,固化时无挥发性物质放出,双马来酰亚胺(BMI)树脂,加工性能好,耐热性和耐辐射性优于环氧树脂,马来酸酐,常见BMI单体的熔点,BMI树脂的性能,BMI树脂的改性：BMI树脂缺点：熔点高、溶解性差、成型温度高、固化物脆性大改性方法：烯丙基化合物共聚改性、芳香二胺化合物扩链改性、环氧树脂改性、热塑性树脂增韧改性、氰酸酯树脂改性,烯丙基化合物共聚改性烯丙基化合物与BMI单体共聚后的预聚物易溶于低沸点溶剂、黏附性好、稳定性好固化物耐热性好，韧性强，机械性能和介电性好,芳香二胺化合物扩链改性BMI,Kerimid601E玻璃布复合材料的性能,环氧树脂改性BMI,改性后，工艺性能好，对增强材料的黏附力增强，韧性增强，耐热性降低,热塑性树脂增韧改性BMI,氰酸酯树脂改性,改性后，韧性、耐热性、耐水性、介电性、力学性、耐磨性、尺寸稳定性都比较好,降冰片烯封端聚酰亚胺树脂(PMR树脂）,纳迪克二酸单甲酯,3,3,4,4-二苯甲酮四羧酸二甲酯,4,4-二氨基二苯基甲烷,不同温度热老化PMR-15聚酰亚胺复合材料的质量损失,HM-S/PMR-15复合材料的性能,乙炔封端聚酰亚胺树脂,热氧化稳定性、耐湿热性、介电性好，,3-乙炔基苯胺,芳香二胺,芳香二酐,2.聚苯并咪唑(PBI)树脂,PBI热稳定性好(270-300oC长期使用),优良的低温性能(-196oC不发脆,-252oC力学性能好),介电性、耐辐射性、不燃性优良,合成：,P143,PBI的热失重曲线,玻璃纤维增强的PBI树脂复合材料的力学性能,复合材料的高温弯曲强度,3.氰酸酯树脂,树脂的分子结构中含有二个或二个以上的氰酸酯官能团的，在热或催化剂作用下进行三环化反应，生成含有三嗪环的体型结构大分子氰酸酯固化物：Tg（240-290oC），介电损耗角正切值低（0.002-0.008），力学性能好，吸水率低，成型时收缩率低，177oC固化且无小分子放出,单体的合成：,氰酸酯树脂的固化机理：金属盐和酚催化固化。金属离子将氰酸酯分子聚集在周围，酚羟基与金属离子周围的氰酸酯经亲核加成生成亚胺碳酸酯，继续与两个氰酸酯加成，最后闭环脱去一个分子形成三嗪环,酚,有机金属盐催化,氰酸酯树脂与其他树脂的力学性能比较,氰酸酯树脂的介电性能,4.聚苯乙烯吡啶(PSP)树脂,耐高温的热固性树脂,高温下力学性能和加工工艺都较好,燃烧时毒性低(降解产物主要是二氧化碳),合成:,2，4，6-三甲基吡啶芳香二醛,固化条件对PSP树脂性能的影响,5.苯并环丁烯(BCB)树脂,合成:,4-羧基苯并环丁烯,4，4-二氨基二苯甲烷,1，3-二氨基-4，6-二羟基苯,合成全碳氢二苯并环丁烯:,二乙烯基苯二溴代苯,合成1,2-二(4-苯并环丁烯)乙烷:,合成与炔基连接的二苯并环丁烯乙烷:,苯并环丁烯树脂的性能:,热变形温度高,玻璃化温度高,吸湿率低,复合材料成型工艺性好,固化时无小分子放出,作高性能复合材料的基体.,苯并环丁烯树脂固化物的性能,6.聚醚醚酮(PEEK),性能：半结晶性聚合物,最高结晶度48%；重均相对分子质量(2.3-3.5)104；吸水率0.15%；热稳定性好，熔点334oC，Tg143oC，热变形温度160oC，200oC以下使用寿命长达50000h；韧性好，断裂延伸率大于40%；化学稳定性；阻燃性好；介电性能好用途：高性能复合材料的基体树脂,7.聚砜（PSF）和聚芳醚砜,聚砜的合成,聚芳醚砜的合成,二氯二苯基砜,双酚A的碱金属盐,芳磺酰氯,聚砜的性能,非结晶聚合物；熔融加工性好；耐氧化性好；耐辐射性好；热稳定性好，Tg143oC，热变形温度175oC；柔韧性好，机械强度高,三种商品聚砜的性能,8.聚苯醚（PPO）,合成,(2)氧化法,（1）4-溴-2，6-二甲基酚氧银盐聚合法,性质,白色无定形粉末，密度1.06g/cm3，相对分子质量6000-12000；耐热性好，软化点高于300oC，Tg215oC，热变形温度190oC，热分解温度350oC以上，在120oC下长期使用；耐水性好；吸湿率低；尺寸稳定性好,9.聚苯硫醚（PPS）,耐腐蚀性、耐热性、耐蠕变性、与增强材料的黏合性、介电性、阻燃性和加工性能好；240oC下长期使用,PPS的物理性能,PPS膜塑料的性能,10