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聚酰亞胺復合材料的熱氧老化特性

點擊次數:814    發布日期:2019-01-16   本文鏈接:http://www.miribilla.net/news/855.html

隨著材料科學技術的迅速發展,聚合物及其復合材料在航空、航天、兵器、汽車等行業具有較為廣泛的應用。聚酰亞胺樹脂及其復合材料具有優異的耐熱、耐磨性能,良好的力學性能和耐溶劑性能,以及較高的絕緣性能等突出優點,在航空航天領域獲得了廣泛的應用,高超聲速飛行器、導彈、先進航空發動機等先進武器裝備對耐高溫聚酰亞胺復合材料的依賴程度越來越高。

熱固性聚酰亞胺一般以降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基等作為活性端基。以PMR型為代表的**代聚酰亞胺主要是以降冰片烯為活性基團的交聯產生的是脂肪結構,一般認為會影響到聚合物的熱穩定性,其5%熱分解溫度一般不足500℃,從而限制了其應用范圍。

因此,為了進一步提高聚酰亞胺復合材料的可靠性和使用壽命,一些研究者就使用了乙炔基封端的聚酰亞胺材料以提高材料的熱穩定性能,尤其是降低材料高溫熱氧化過程中的失重,并取得了相當的進展。但是乙炔基封端的聚酰亞胺樹脂低聚物的熔點較高,并且在熔融后立即開始發生交聯反應,因而材料的加工窗口很窄,在195℃下的凝膠時間只有幾分鐘,在制備大型和復雜部件時難度很高。

20 世紀80 年代后期,NASA 在高速研究計劃( HSR) 的支持下開發了苯乙炔基封端聚酰亞胺樹脂及其復合材料,P. M. HERGENROTHER 等人的研究表明了使用苯乙炔基團作為活性封端劑的聚合物相對于乙炔基封端的優勢,由于不含有乙炔氫,固化的苯乙炔基封端聚合物表現出較好熱穩定性,并且苯乙炔基在固化中同樣無揮發物,但反應溫度相比乙炔基可提高近150℃( 約300 ~ 350℃) ,為聚合物主鏈流動提供了較寬的工藝窗口。隨著苯乙炔基封端劑的發明推動了低成本液態成型工藝聚酰亞胺樹脂的開發,以NASA 開發的PETI - 298、PETI - 330、PETI- 375 等為典型代表,此后關于這類材料的熱氧化穩定性研究成為近些年的研究熱點。



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