纤维增强基于α-BPDA聚酰亚胺复合材料性能

为了考察基于α-BPDA聚酰亚胺复合材料的高温性能,制备了纤维增强复合材料,进行了高温力学和热物理性能的测试。研究结果表明纤维增强复合材料的T5d分解温度为565℃;Tg超过471℃;在450℃下的弯曲强度保持率大于42%,弯曲模量保持率大于55%,短梁剪切强度保持率超过44%;400℃空气热老化50 h后碳纤维复合材料的弯曲强度保持率66%,弯曲模量保持率为95%;300、500℃的石英增强复合材料的热导率分别为0.503和0.657 W/(m.K)。

高韧性异构聚酰亚胺树脂及其复合材料

采用MPMR合成技术得到了低黏度、高韧性、耐高温异构聚酰亚胺树脂,该树脂预浸液常温储存期大于两个月,亚胺化后纯树脂在320℃熔体黏度<300 Pa.s,树脂浇铸体的弯曲强度>100 MPa,弯曲模量>3.0 GPa,抗拉强度可达80 MPa,断裂伸长率可达6%,固化后T5d>500℃,其中PI-4复合材料在300℃的弯曲强度保持率达到76.5%。

高阻隔聚酰亚胺的研究进展

聚酰亚胺是一类高性能的功能材料,广泛应用于航天、航空、微电子等高科技领域。由于其耐高温、高强度、高模量、高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、耐辐射、耐腐蚀等优点能很好的满足OLED封装材料的高要求,是柔性OLED衬底或封装材料的最佳选择之一。介绍了OLED对衬底/封装材料的要求,概述了聚酰亚胺的性能及目前高阻隔聚酰亚胺的研究现状,展望了高阻隔聚酰亚胺材料的发展趋势。

M46J/BMP-316复合材料的成型工艺及其性能

针对耐高温的PMR-15型聚酰亚胺树脂BMP-316为基体材料、M46J碳纤维为增强材料的复合材料成型工艺,研究了它的亚胺化和固化工艺,尤其是固化过程中的压力控制;对M46J/BMP-316层合板和NOL环进行了常温和高温力学性能以及相关物理性能的测试;对碳纤维/聚酰亚胺复合材料M46J/BMP-316的性质作出一定的评价。

高导热石墨膜用PI基膜的研究

采用TGA、DSC、FTIR、GC-MS、HPLC等对可用于生产高导热石墨膜的典型进口PI膜的的力学性能、热物性及主体成分构成进行剖析。研究结果表明,进口石墨化用PI基力学性能优异,无机填料及灰分含量低,由苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚和第三单体的共聚物制备而成,二氨基二苯醚的摩尔含量在5%以内,且其含量对PI膜的力学性能影响明显。

国内耐高温聚酰亚胺树脂及其复合材料专利分析

本文对国内有关聚酰亚胺复合材料技术的公开专利进行了检索分析。主要从年度专利申请量、申请人所属国专利申请量、职务状况专利申请量、专利申请类别分布、法律状态、主要申请人专利申请数量和技术分类专利申请量概况等7个方面进行了数据整理,了解了耐高温聚酰亚胺树脂及其复合材料技术方面的知识产权现状,明确了该技术的研究热点并展望了其发展趋势。

新型树脂基复材热防护结构制造技术研究

采用石墨薄膜与BMP350聚酰亚胺复材共固化制备热防护结构,由于石墨薄膜需在3000℃条件下制备,导致其表面基本不含极性官能团,与复材复合困难;本文基于石墨薄膜表面处理技术和界面控制技术优化,较好地制备了树脂基复材热防护结构典型平板件。无损检测、石墨薄膜与复材结合强度试验和单面热冲击测试结果表明:热防护结构无损检测合格,满足设计要求的气流冲刷试验,拉脱破坏发生在薄膜本体,通过400℃、547 h和800℃、30 min热冲击。

聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料抗高速冲击性能

采用热压罐成型工艺制备聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料,并采用空气炮冲击实验研究聚酰亚胺纤维体积分数和环境温度对复合材料层板抗高速冲击性能的影响。结果表明:与等面重下TC4钛合金相比,S35聚酰亚胺纤维复合材料抗高速冲击性能更优,且具有优异的高温抗高冲击性能。聚酰亚胺纤维体积分数越高,复合材料层板抗高冲击性能越高,其中,73%体积分数的聚酰亚胺纤维复合材料层板室温弹道吸能可达227.0J,比等面重下TC4钛合金高240%。冲击速率较低时,复合材料弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形凹坑,背弹面出现沿纤维方向的分层开裂;冲击速率较高时,复合材料层板弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形通孔,背弹面出现沿纤维方向大面积纤维分层开裂。

T300/BMP370复合材料的成型工艺及其性能研究

作为耐高温的PMR-15型第三代聚酰亚胺树脂BMP370,其与T300碳纤维增强复合材料的成型工艺包括酰胺化、亚胺化和固化工艺过程,尤其包括固化过程中挥发分与真空度关系。对T300/BMP370层压板进行了常温和高温力学性能以及相关物理性能的测试,对T300/BMP370第三代聚酰亚胺树脂基复合材料的性能进行了研究,为其耐高温构件的研制奠定基础。

原位制备低掺杂高导热聚酰亚胺纳米复合薄膜研究

导热聚合物材料广泛应用于各种电子设备和航空航天工业的热管理领域。添加高导热填料能改善聚合物材料固有的低导热系数,但高添加量会导致力学性能下降,限制其实际应用。因此,提高聚合物材料的导热系数并控制填料占比,以保留其良好的加工性与轻质性,成为该领域研究的热点。聚酰亚胺因其电绝缘性强、高热稳定性和优异的力学性能备受关注,然而,高填料占比会导致高成本和材料脆性等问题,难以满足实际生产需要。石墨烯以其大比表面积和优异导热性能,是导热填料的理想选择。提出了一种低含量(质量分数1%—5%)小片还原氧化石墨烯的掺杂策略,通过原位聚合制备聚酰亚胺导热复合薄膜。结果表明,利用改进Hummers法和差速离心法后还原制备的小片还原氧化石墨烯形成了有效的高导热碳纳米网络,显著提高了聚酰亚胺复合薄膜的热稳定性、力学性能和导热率。与纯聚酰亚胺薄膜相比,制备得到的SRGO/PI-3薄膜弹性模量提高了20.0%,SRGO/PI-5薄膜硬度提高了19.5%且导热率提高了3.35倍。这种低含量小片还原氧化石墨烯的掺杂策略,有望实现的高导热聚酰亚胺复合薄膜的大规模工业化制备和应用。

耐高温异构聚酰亚胺树脂及其复合材料

采用改性的单体反应物聚合法(MPMR)合成了一系列低黏度、耐高温异构聚酰亚胺树脂,研究了树脂预聚物分子质量对树脂的高温流变行为、固化后热氧化稳定性的影响,并对树脂的分子结构及其复合材料的加工工艺性能、力学性能进行了表征。结果表明:树脂预浸液常温储存期大于两个月,亚胺化后PI-2纯树脂最低黏度为154Pa.s,固化后树脂质量损失5%的温度大于560℃;石英纤维/PI-2树脂基复合材料在室温和500℃的弯曲强度分别为917、197MPa,弯曲模量分别为29、22GPa,拉伸强度分别为760、341MPa,拉伸模量分别为32、31GPa,压缩强度分别为570、95MPa,层间剪切强度分别为62、10MPa。

碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料MT300/KH420高温力学性能(Ⅰ)——拉伸和层间剪切性能

研究了碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料MT300/KH420的高温力学性能,重点揭示了MT300/KH420的[0°]7、[0°]（14）和[±45°/0°/90°/＋45°/0°2]s层合板在常温-500℃的拉伸和层间剪切性能的变化规律。结果表明：在350℃以内,[0°]7层合板拉伸强度随温度升高有所提高,拉伸模量几乎不变,在420℃时拉伸强度和模量均出现明显下降,在500℃时分别保持在65%和83%以上,表现出优异的高温拉伸性能。MT300/KH420的[0°]（14）层合板层间剪切强度在常温-420℃随温度升高不断降低至52.8%,在高温下呈现出黏弹效应,且在420℃时最为明显。相比于单向层合板,[±45°/0°/90°/＋45°/0°2]s多向层合板高温力学性能较为稳定,且由纤维控制的纵向试件力学性能受温度影响较小。

多组分协同改性聚酰亚胺复合材料的高温摩擦学性能

通过提高聚酰亚胺(PI)的耐热性和导热性,从而提高其高温摩擦学性能。首先选择笼形聚倍半硅氧烷(POSS)和SiO_(2)提升其耐高温性能,碳纳米管(CNTs)和Cu粉提升热导率。然后选择分子模拟和实验相结合的方法研究各组分对其性能的影响。结果表明,POSS和SiO_(2)能够提升PI的耐高温性能和杨氏模量,但降低了热导率和冲击强度。Cu提高了PI的耐高温性能和热导率,但降低了力学性能。低含量的CNTs改性效果良好,但高含量时表现不佳。随后根据单组分改性实验的结果设计了多组分复合改性PI复合材料。结果表明,改性配比为3wt%POSS、3wt%SiO_(2)、0.5wt%CNTs和3wt%Cu的复合材料综合性能最优,在高温下的摩擦性能表现最佳,200℃时的摩擦系数为0.65,比纯PI降低了27.8%;磨损率为5.11×10^(−5) mm^(3)/(N·m),降低了19.3%。

聚酰亚胺树脂基MT300/KH420复合材料高温力学性能(Ⅱ)——弯曲性能

从宏、微观的角度研究了碳纤维增强聚酰亚胺树脂基MT300/KH420复合材料的高温力学性能,重点揭示了MT300/KH420复合材料[0°]14和[±45°/0°/90°/＋45°/0°2]s层合板在常温~500℃的弯曲性能变化规律。研究表明：MT300/KH420复合材料高温力学性能优异,[0°]14层合板在420℃的弯曲强度保持在51%以上,弯曲模量在500℃以内变化很小。[0°]14层合板在常温下断口粗糙,且贯穿厚度,表现为脆性破坏;随温度升高,树脂流动性增强,呈现出黏弹效应,破坏逐渐集中在加载点处,在500℃,部分树脂热解,纤维束脱离基体并氧化。[±45°/0°/90°/＋45°/0°2]s层合板高温弯曲性能较为稳定,主要破坏为上、下表面沿45°方向开裂,并伴有层间分离,在500℃出现严重分层破坏;相比于受基体控制的层合板弯曲性能,温度对受纤维控制的层合板弯曲性能影响较小。

高强高模聚酰亚胺纤维/环氧树脂复合材料力学性能与破坏机制

以高强高模聚酰亚胺(PI)纤维为增强体,以航空级环氧树脂(EP)为基体,通过热熔法制备预浸料并采用热压罐成型技术制备了PI/EP复合材料层合板,对其力学性能和破坏形貌进行了分析。结果表明:高强高模PI纤维与EP具有良好的界面结合力,PI/EP复合材料的层间剪切强度为65.2MPa,面内剪切强度为68.6MPa;良好的界面结合状态能充分发挥PI纤维优异的力学性能,PI/EP复合材料的纵向拉伸强度达1 835MPa,弯曲强度为834MPa;PI/EP复合材料纵向拉伸破坏模式为散丝爆炸破坏,同时由于高强高模PI纤维还具有优异的韧性和较高的断裂伸长率,PI/EP复合材料从受力到失效断裂的时间较长;PI/EP复合材料纵向压缩破坏模式为45°折曲带破坏。高强高模PI/EP复合材料为航空航天先进复合材料增加了一个全新的选材方案。

高强高模聚酰亚胺纤维/改性氰酸酯树脂复合材料制备及性能

以4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)、苯基缩水甘油醚(PGE)、壬基酚(NP)作为改性剂改性双酚A氰酸酯(BCE)得到改性氰酸酯树脂(TPNCE),通过湿法缠绕制备预浸料,并采用热压罐成型工艺制备S30M型高强高模聚酰亚胺纤维/TPNCE(PI/TPNCE)复合材料,对TPNCE树脂及PI/TPNCE复合材料的介电、力学等性能进行了分析。结果表明,TPNCE树脂冲击强度达到14.2kJ/m2,比BCE提高近一倍,固化温度下降了约43℃,与PI纤维界面结合较好,且保持较低的介电常数和介电损耗;PI/TPNCE复合材料0°拉伸强度达到1 485MPa,弯曲强度达到758MPa,压缩强度达到322MPa,7~18GHz范围内介电常数保持在3.15左右,介电损耗因子在0.005~0.0075之间,玻璃化转变温度为197℃,密度为1.28g/cm3。本研究实现了高强高模PI纤维与氰酸酯树脂复合的重要突破,为轻质高强结构-功能一体化复合材料的设计和选材提供了新思路。