复合材料第二章

复合材料第二章第一页，共五十四页，2022年，8月28日Contents金属基体材料1陶瓷基体材料2聚合物基体材料4无机胶凝材料3第二页，共五十四页，2022年，8月28日(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第三页，共五十四页，2022年，8月28日聚酰亚胺树脂加聚型聚酰亚胺树脂:热固性热塑性聚酰亚胺树脂缩聚型聚酰亚胺树脂第四页，共五十四页，2022年，8月28日不同类型聚酰亚胺的热稳定性缩聚性热塑性乙炔基封端双马来酰亚胺温度/oC质量保留率/%(2h）第五页，共五十四页，2022年，8月28日(1)缩聚型聚酰亚胺树脂二酐二胺聚酰胺酸第六页，共五十四页，2022年，8月28日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第七页，共五十四页，2022年，8月28日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第八页，共五十四页，2022年，8月28日(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第九页，共五十四页，2022年，8月28日①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第十页，共五十四页，2022年，8月28日常见BMI单体的熔点第十一页，共五十四页，2022年，8月28日BMI树脂的性能第十二页，共五十四页，2022年，8月28日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、氰酸酯树脂改性第十三页，共五十四页，2022年，8月28日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第十四页，共五十四页，2022年，8月28日芳香二胺化合物扩链改性BMIKerimid601E玻璃布复合材料的性能第十五页，共五十四页，2022年，8月28日环氧树脂改性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第十六页，共五十四页，2022年，8月28日②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′-二氨基二苯基甲烷第十七页，共五十四页，2022年，8月28日不同温度热老化PMR-15聚酰亚胺复合材料的质量损失371oC343oC316oC第十八页，共五十四页，2022年，8月28日HM-S/PMR-15复合材料的性能性能未后固化在343oC后固化16h室温316oC316oC抗弯强度/MPa12624831103抗弯模量/GPa185104173层间剪切强度/MPa592244第十九页，共五十四页，2022年，8月28日③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第二十页，共五十四页，2022年，8月28日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、不燃性优良第二十一页，共五十四页，2022年，8月28日合成：二元酸酯四元胺P143第二十二页，共五十四页，2022年，8月28日PBI的热失重曲线N2空气第二十三页，共五十四页，2022年，8月28日玻璃纤维增强的PBI树脂复合材料的力学性能复合材料的高温弯曲强度第二十四页，共五十四页，2022年，8月28日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（），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第二十五页，共五十四页，2022年，8月28日单体的合成：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第二十六页，共五十四页，2022年，8月28日酚,有机金属盐催化第二十七页，共五十四页，2022年，8月28日氰酸酯树脂与其他树脂的力学性能比较第二十八页，共五十四页，2022年，8月28日氰酸酯树脂的介电性能第二十九页，共五十四页，2022年，8月28日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第三十页，共五十四页，2022年，8月28日高温固化:200oC固化:第三十一页，共五十四页，2022年，8月28日固化条件对PSP树脂性能的影响第三十二页，共五十四页，2022年，8月28日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-4，6-二羟基苯第三十三页，共五十四页，2022年，8月28日合成全碳氢二苯并环丁烯:二乙烯基苯二溴代苯第三十四页，共五十四页，2022年，8月28日合成1,2-二(4-苯并环丁烯)乙烷:第三十五页，共五十四页，2022年，8月28日合成与炔基连接的二苯并环丁烯乙烷:第三十六页，共五十四页，2022年，8月28日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.第三十七页，共五十四页，2022年，8月28日苯并环丁烯树脂固化物的性能第三十八页，共五十四页，2022年，8月28日6.聚醚醚酮(PEEK)对苯二酚4,4'-二氟苯酮第三十九页，共五十四页，2022年，8月28日性能：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第四十页，共五十四页，2022年，8月28日7.聚砜（PSF）和聚芳醚砜双酚A型聚砜非双酚A型聚砜聚芳醚砜第四十一页，共五十四页，2022年，8月28日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第四十二页，共五十四页，2022年，8月28日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，机械强度高第四十三页，共五十四页，2022年，8月28日三种商品聚砜的性能第四十四页，共五十四页，2022年，8月28日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第四十五页，共五十四页，2022年，8月28日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；尺寸稳定性好第四十六页，共五十四页，2022年，8月28日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下长期使用第四十七页，共五十四页，2022年，8月28日PPS的物理性能第四十八页，共五十四页，2022年，8月28日PPS膜塑料的性能第四十九页，共五十四页，2022年，8月28日10.聚（苯基硅烷-二乙炔基苯）聚（苯基硅烷-