聚酰亚胺树脂复合材料.ppt

PMR型聚酰亚胺复合材料的形成与性能第23页，共36页，星期日，2025年，2月5日PMR型聚酰亚胺树脂复合材料的成形?PMR型聚酰亚胺复合材料成形的工艺是与树脂反应过程紧密相关的，树脂的每一个反应阶段都决定了复合材料成形时的不同工艺过程。第24页，共36页，星期日，2025年，2月5日PMR-15型聚酰亚胺树脂的反应特性DMA曲线在60~100℃，140~180℃和240~320℃的不同温度段出现了三个阻尼峰，对照刚度曲线可以看出，第一个阻尼峰出现在刚度下降区，第二、第三个阻尼峰出现在刚度上升区。第25页，共36页，星期日，2025年，2月5日三个峰与单体反应物熔化、酰亚胺化产物的形成和固化交联的Tg转变有关。分析PMR预浸料的典型DMA曲线及其刚度曲线可以看出，树脂工艺性能的转变区明显而彼此分开，温度的跨度较大，在树脂固化阶段没有或很少有挥发分产生，可以制得低孔隙含量的高质量复合材料，由此也说明PMR-15型聚酰亚胺的工艺性能是较好的。第26页，共36页，星期日，2025年，2月5日第1页，共36页，星期日，2025年，2月5日聚酰亚胺树脂Polyimide第2页，共36页，星期日，2025年，2月5日聚酰亚胺（PI/Polyimide）聚酰亚胺是主链中含有酰亚胺基团的杂环聚合物的总称,包括体型的热固性聚酰亚胺和线型的热塑性聚酰亚胺。它起始发展于20世纪40、50年代初，经过近50年的发展，聚酰亚胺已经成为高分子材料领域中一个相当活跃的研究方向。它的性能优良，应用范围广，尤其是在先进复合材料领域。但是，它的合成和制造成本较高。因此，在单体合成和聚合方法上寻找降低成本的途径成为今后聚酰亚胺研究的主要方向。第3页，共36页，星期日，2025年，2月5日聚酰亚胺主要的合成方法聚酰亚胺主要由二元酐和二元酸合成，不同的原料组合可以获得不同性能的聚酰亚胺。它可以由二酐和二胺在极性溶剂中先进行低温缩聚，得到聚酰胺酸，加热脱水成环转变为聚酰亚胺；聚酰胺酸又可在乙酐和叔胺类催化剂作用下，进行化学脱水环化得到聚酰亚胺；二酐和二胺还可以在高沸点溶剂中加热缩聚，一步获得聚酰亚胺；另外，可以由四元酸的二元酯和二胺反应得到聚酰亚胺。对以上各种缩聚方法，只要能够保证二酐和二胺的纯度，就能获得较高的相对分子质量的聚酰亚胺。第4页，共36页，星期日，2025年，2月5日聚酰亚胺的性能特点1）耐热性全芳香族聚酰亚胺，其开始分解温度一般在500oC左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达到了600oC，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。2）耐低温性聚酰亚胺可耐极低温，如在-269oC的液氦中仍不会脆裂。3）力学性能作为工程材料，弹性模量通常为（3~4）Gpa，作为纤维可达到200GPa。4）耐溶剂性一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的品种不大耐水解。第5页，共36页，星期日，2025年，2月5日聚亚胺酰的性能特点5）低热膨胀聚酰亚胺的热膨胀系数在（2×10-5~3×10-5）/oC，联苯型可达10-6/oC，最低可达10-7/oC。6）优良的介电性能聚酰亚胺介电常数为3.4左右，通过改性，介电常数可降到2.5左右。介电耗损为10-3，介电强度为100~300kv/mm,体积电阻率为1017Ωmm。7）阻燃性聚酰亚胺为自熄性聚合物，发烟率低。第6页，共36页，星期日，2025年，2月5日聚酰亚胺的这些性能特点，以及可以根据性能要求选择不同的合成途径，使其获得了广泛的应用，而且在每一个应用方面聚酰亚胺都显示了极为突出的性能，成为很有发展前途的高分子材料。第7页，共36页，星期日，2025年，2月5日PMR型聚酰亚胺树脂及其复合材料第8页，共36页，星期日，2025年，2月5日PMR聚酰亚胺树脂及其复合材料热固性聚酰亚胺依据其活性封端基的不同主要分为三种类型：PMR型聚酰亚胺、乙炔基封端聚酰亚胺以及双马来酰亚胺（BMI）。我们要讨论的对象是PMR型聚酰亚胺及其复合材料。第9页，共36页，星期日，2025年，2月5日PMR方法PMR技术（insuitpolymerizationofmonomericreactants）是1972年美国NASA路易斯研究中心发明的，并用于制造热固性聚酰亚胺复合材料。目前，PMR型聚酰亚胺是使用最广泛的聚酰亚胺复合材料基体树脂。第10页，共36页，星期日，2025年，2月5日PMR方法是先将二酯化的芳香