用于树脂传递模塑成型的苯乙炔封端的酰亚胺预聚体制备

采用4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)、1,3-二(3-氨基苯氧基-4′-苯酰基)苯(BABB)和4,4′-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮(APBP)合成了两种苯乙炔苯酐封端的聚酰亚胺预聚体PI-1和PI-2,并对预聚体的熔体黏度、稳定性、固化后树脂的热稳定性能和机械性能等进行了研究.结果表明,制备的预聚体具有较高产率(>95%);与其它PEPA封端的聚酰亚胺相比,两种预聚物在较低温度(200℃)时均具有很低的熔体黏度(1 Pa.s)和良好的熔体黏度稳定性,固化后玻璃化温度达到300℃以上,可适用于树脂传递模塑(RTM)成型制备耐高温高性能树脂基复合材料,且在成型工艺上有了很大改善;固化后的树脂具有优异的热稳定性能和良好的机械性能.

乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性研究

采用差示扫描量热(DSC)和原位傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性进行了研究。利用原位动态和等温条件下的FTIR可以区分树脂单体中异酰亚胺-酰亚胺异构转变和乙炔基交联固化反应并确定各自的温度范围。异酰亚胺-酰亚胺的异构转变的反应温度低于乙炔基交联反应,原因是乙炔基交联固化反应的活化能为106.469kJ/mol,大于异酰亚胺的异构转变的活化能79.635kJ/mol。在200～220℃,乙炔封端聚异酰亚胺树脂可以实现预固化,后处理温度范围为300～350℃。

苯乙炔封端超支化聚醚醚酮的合成及性能

采用亲核取代反应,通过A2+B3方法制备含联苯结构氟封端超支化聚醚醚酮(HPDEEK-F),用4-苯乙炔苯酚与得到的氟封端聚合物反应,制得苯乙炔封端的超支化聚醚醚酮(HPDEEK-PEP),并研究了其结构和性能.结果表明,苯乙炔封端聚合物的玻璃化转变温度高于氟封端聚合物的玻璃化转变温度,热稳定性好于氟封端聚合物,两种聚合物在极性溶剂中都具有良好的溶解性.

间氨基苯乙炔封端聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)树脂的合成及性能

以间二乙炔基苯、甲基氢二氯硅烷和间氨基苯乙炔为主要原料,通过格氏试剂法和氨解法,合成了一种耐高温间氨基苯乙炔封端聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)树脂(简称APSA树脂)。采用FT-IR、1H-NMR、13C-NMR和多检测GPC/SEC对树脂结构进行表征,利用DSC和TGA研究了树脂的固化行为和耐热性能,探讨了结构中硅元素含量对树脂性能的影响。结果表明,APSA树脂常温下粘度适中,交联固化物具有优异的耐热性能,在N2气氛下Td5(质量损失5%的温度)达634℃,1 000℃下的质量保留率为90.1%。

乙炔基封端聚酰亚胺增韧改性的相结构

以双酚A二醚二酐(BPADA)和3乙-炔苯胺(APA)为原料,通过两步法合成一种热固性可交联的聚酰亚胺预聚体.将此预聚体分别与不同结构的热塑性聚酰亚胺(PI)共混,对其进行增韧改性,通过调控热塑性聚酰亚胺的质量分数,引入结构相似且含有更多柔性基团的热塑性聚酰亚胺(如含有醚键和对称甲基结构的二酐),得到了热固/热塑性聚酰亚胺复合膜.利用差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对该体系的相分离结构和相容性进行研究,并讨论其机械性能和热性能.结果表明,相分离结构使体系的机械性能得到改善,同时也保持了原有的优异热性能.

苯乙炔基封端聚酰亚胺材料研究进展

在过去二十年中,芳香族聚酰亚胺材料得到越来越广泛的应用,其中苯乙炔基封端的聚酰亚胺材料因其优异的性能成为目前耐高温聚合物材料研究的热点。本文综述了苯乙炔基封端聚酰亚胺材料的研究现状与发展趋势,着重对材料的化学结构设计与制备方法、以及化学结构与性能之间的关系进行介绍。

催化剂对苯乙炔封端含硅芳炔树脂的固化及性能影响

用格氏法制备了苯乙炔封端的含硅芳炔树脂(FEC-PSA),采用核磁共振氢谱、红外光谱、凝胶渗透色谱、粘度测试、示差扫描量热分析及热重分析对该树脂的固化反应和流变性能以及三种镍系催化剂和三种钴系催化剂对FEC-PSA树脂的固化反应和固化物热稳定性的影响进行了研究。结果表明,FEC-PSA树脂的加工性能好,其加工窗口可达140℃,90℃下树脂粘度低于50 mPa·s,但其起始固化温度高于290℃。加入催化剂可显著降低FEC-PSA的固化温度。与高温热固化的FEC-PSA相比,双(三苯基膦)二羰基镍可分别降低FEC-PSA的起始固化温度(T_(i))和峰值温度(T_(p))约70℃和100℃,固化树脂的5%热失重温度(T_(d5))和800℃残炭率(Y_(r800℃))可分别提高至537℃和87%。二茂钴可降低FEC-PSA的T_(i)和T_(p)约70℃以上,而固化树脂的T_(d5)和Y_(r800℃)可分别提高至495℃和86%。

乙炔基苯基封端遥爪型聚(酰亚胺-硅氧烷)的制备与性能

利用4,4’-二胺二苯甲烷(MDA)、4,4’-二胺二苯醚(ODA)和3,4’-ODA 3种芳香族二胺与端氨基聚硅氧烷组成混合二胺,再与含氟芳香二酐缩聚,经间氨基苯乙炔封端制备了3种乙炔基苯基封端遥爪型聚(酰亚胺-硅氧烷)(ATIS)树脂,研究了不同ATIS树脂的结构、加工性能、固化行为、热稳定性以及聚四氟乙烯(PTFE)纤维布增强ATIS复合材料的摩擦性能。结果表明:所制备ATIS树脂在有机非质子极性溶剂中均表现出优良的溶解特性,加工窗口为40~60℃,固化放热焓都不超过250J·g^(-1),含3,4’-ODA ATIS树脂的加工窗口最宽,含4,4’-ODA ATIS树脂的固化放热焓最低;在氮气中固化的树脂在800℃时质量残留率在30%左右;摩擦初期PTFE/ATIS复合材料的摩擦因数较大,30min后降低至0.15以下,在30~240min内保持稳定,90min后含MDA复合材料的摩擦因数大于含ODA复合材料。

基于乙炔基-苯并噁嗪单元双重交联反应的聚酰亚胺树脂的制备与性能

为开发可低温固化的聚酰亚胺树脂,通过分子结构设计将苯并噁嗪单元引入聚酰亚胺树脂中,合成了含苯并噁嗪单元及乙炔基封端的双官能化新型聚酰亚胺预聚体(PIBzA).经高温处理,苯并噁嗪单元发生开环交联,同时,乙炔基端基发生三聚成环反应,从而在固化树脂中形成双重交联网络结构.苯并噁嗪单元的引入使聚酰亚胺树脂最快固化反应温度降低约32℃,有效降低了固化温度.同时,苯并噁嗪单元的引入未大幅度降低树脂的耐热稳定性,其玻璃化转变温度(Tg)介于266-290℃之间,5%热失重温度(Td,5%)接近500℃,依然可以满足耐高温复合材料的应用需求.此外,PIBzA固化树脂具有低介电特性,其介电常数k介于2.3-3.0,介电损耗介于0.002-0.008,可满足透波复合材料及先进微电子封装材料的应用需求.

RTM成型聚酰亚胺复合材料研究

以苯乙炔封端聚酰亚胺树脂为基体,采用高温RTM工艺复合成型了T300碳布增强聚酰亚胺层合板,复合材料的Tg达351℃(DMA),材料在300℃弯曲强度保持率达90%以上,模量保持率达85%以上,层间剪切强度保持率达60%以上。

含硅芳基炔丙基醚树脂及其复合材料的制备与性能

将双酚二炔丙醚和氯硅烷缩聚合成了两种含硅芳基炔丙基醚(PSPE)树脂:含硅双酚A二炔丙醚(PSPE-A)树脂和含硅二苯醚二炔丙醚(PSPE-O)树脂,并用乙炔基苯基封端PSPE制备了端乙炔基苯基PSPE(DPSPE)。合成的PSPE树脂固化温度高,用乙炔基苯基封端后可明显降低PSPE树脂的固化温度和固化反应表观活化能,并可使其在氮气中5%热失重温度(T)和800℃残留率(Y)分别提升至486.3℃和75.1%,玻璃化转变温度(T)高于400℃。石英纤维布(QF)/PSPE-A的弯曲强度和层间剪切强度分别为461.3 MPa和35.6 MPa,T300碳纤维布(T300CF)/PSPE-A的弯曲强度和层间剪切强度分别为655.2 MPa和39.3 MPa。