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耐高温微细孔结构PMI泡沫的制备及研究

鲁平才;阮诗平

【摘要】Thethermostablemicroporouspolymethacrylimidefoamswasstudied.Usingmethacrylonitrile,methacrylicacidandacrylamideasmonomers,AIBNasinitiator,allylmethacrylateascrosslinker,RHL-32asnucleatingagent,usingbulkpolymerization,thethermostablemicroporouspolymethacrylimidefoamswasprepared.TheterpolymermolecularstructurewasstudiedviaFTIR,DSC,TGandopticalmicroscope.Theresultsshowedthattherewereavarietyofcyclizationreactioninthecaseofhightemperature.NucleatingagentRHL-32caneffectivelyreducetheapertureofthePMIfoam.ByadjustingtheamountofavailableRHL-32canpreparesuitableaperturePMIfoam.%以甲基丙烯腈（MAN）、甲基丙烯酸（MAA）为单体、丙烯酰胺（AM）为第三单体、偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂、甲基丙烯酸烯丙酯为交联剂,并加入成核剂RHL-32,通过本体聚合,制备耐高温微细孔结构聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫。借助FTIR、DSC、TG、光学显微镜等手段对于共聚物结构和发泡过程进行了分析。结果表明,聚合物在发泡和热处理中发生多种成环反应,除生成PMI泡沫需要的六元酰亚胺环,还生成酸酐环等。成核剂RHL-32的加入能有效降低PMI泡沫的孔径,通过调节RHL-32的量可得到合适的泡沫孔径。

【期刊名称】《广州化工》

【年(卷),期】2011(039)023

【总页数】4页(P71-73,126)

【关键词】甲基丙烯腈;甲基丙烯酸;微细孔结构;聚甲基丙烯酰亚胺泡沫

【作者】鲁平才;阮诗平

【作者单位】兆鋆新材料科技有限公司,江苏句容212400;兆鋆新材料科技有限公司,江苏句容212400

【正文语种】中文

【中图分类】TQ424.1

聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫是一种交联的、孔径分布均匀、各向同性的100%闭孔硬质结构泡沫，具有卓越的结构稳定性和高机械强度，是目前比强度和比刚度最高的聚合物硬质泡沫材料。它不但可机械加工，热成型工艺简单，还与其它复合材料、热塑性树脂、热固性树脂、胶黏剂等具有很好的兼容性，且耐化学腐蚀性能优异。广泛应用于航天航空、高速列车、风电、医疗等高新技术领域［1－2］。

“树脂浸渍法”的出现使得夹芯构件的生产变得更加容易。但是采用浸渍法时，低黏度的树脂将完全填满夹芯材料的开口空腔，可能导致夹芯构件的重量增加。因为加工的原因，即使100%的闭孔泡沫芯材在表面也有开孔，这在浸渍过程中，树脂会浸入，导致夹层结构部件的总重量增加，而这是我们所不希望看到的。对于使用闭孔的PMI泡沫塑料作芯层材料，影响树脂吸收量的主要因素是泡孔的尺寸，孔的尺寸越小，以切削方式加工时，在泡沫表面处产生的开孔越小，树脂的吸收最就越小。因此为了降低树脂的用量和夹芯构件的重量，必须选择具有特别低树脂吸收量的泡孔尺寸小的PMI泡沫作为芯层材料。通过添加不溶性成核剂可以生产具有微细孔的PMI泡沫塑料，然而不溶性的成核剂会在反应体系中发生沉降，导致制得的泡沫塑料不均匀，必须添加抗沉降剂，这使得生产成本升高。德国的GeyerW和ScherbeJ等［3－4］通过向反应体系中加入甲基丙烯酸叔丁酯或丙烯酸叔丁酯，制得了具有优异的热一机械性能和耐高温微细孔结构的PMI泡沫塑料。

PMI泡沫塑料一般采用2步法制备［5－6］，本文通过采用成核剂RHL－32成功制备出耐高温微细孔结构聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫，并对聚合和发泡过程进行分析研究。

1.1原料及试剂

甲基丙烯酸(MAA)，分析纯，天津市科密欧试剂公司;甲基丙烯腈(MAN)，化学纯，上海有机化学所;丙烯酰胺(AM)，化学纯，天津科密欧试剂公司;偶氮二异丁腈(AIBN)，分析纯，唐山晨虹实业有限公司;异戊醇，分析纯，上海金锦乐实业有限公司;甲基丙烯酸烯丙酯，分析纯，上海友盛化工科技有限公司;成核剂RHL－32，自制。

1.2实