基于2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚的异构聚酰亚胺

以异构的联苯二酐(BPDA)、二苯醚二酐(ODPA)以及2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(p-ODA)为原料,通过一步法或两步法,合成了一系列异构聚酰亚胺,并表征了这类聚酰亚胺的溶解性、热性能和力学性能。结果表明:基于p-ODA的聚酰亚胺在有机溶剂中具有优异的溶解性;基于p-ODA的异构聚酰亚胺都是非晶结构,且聚酰亚胺的溶解性和玻璃化温度(Tg)呈现3,3′-位>3,4′-位>4,4′-位的趋势,聚合物Tg>250℃。聚合物4,4′-ODPA/p-ODA具有较优的热稳定性,5%热失重温度(T5%)=551℃,聚合物3,4′-ODPA/p-ODA和4,4′-ODPA/p-ODA具有相似的机械性能。异构BPDA/p-ODA系列聚酰亚胺具有相似的热稳定性,T5%>550℃,聚合物4,4′-BPDA/p-ODA的机械性能优异,薄膜拉伸强度为182.4MPa、模量为3.5GPa、断裂伸长率为44.2%。

新型杂化浆料的合成及其对碳纤维/异构聚酰亚胺复合材料性能的影响

通过合成新型改性剂——(γ-苯乙炔亚胺基)丙基三乙氧基硅烷(PEIPTES)实现对SiO2前驱体的原位改性,制备新型异构聚酰亚胺/SiO2杂化浆料,利用元素分析、FT-IR、热重分析等对PEIPTES的结构和性能以及新型杂化浆料的结构进行表征与分析。结果表明,杂化浆料中有机相与无机相之间形成化学键。利用该杂化浆料对碳纤维表面进行改性。AFM分析表明,改性后碳纤维表面覆盖一层有纳米级颗粒状突起的物质,增加表面粗糙度,有利于改善复合材料界面性能。复合材料力学性能研究表明,杂化浆料可提高碳纤维/异构聚酰亚胺复合材料的层间剪切强度,当SiO2含量为5wt%时层间剪切强度达到最大值,此时冲击性能和界面耐热性能均有显著提高。