《耐高溫有機(jī)膠黏劑》PPT課件

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1、耐高溫有機(jī)膠黏劑研究進(jìn)展物研292070304001穆麗珀2009.11.14目錄背景聚酰亞胺類膠黏劑的合成研究結(jié)語(yǔ)背景近年來(lái),有機(jī)膠黏劑有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,膠?接技術(shù)亦已發(fā)展成熟,并成為膠接、焊接、機(jī)械連接?當(dāng)代三大連接技術(shù)之一。為了提高電信號(hào)的傳播速?度,電子零件的密集安裝使印刷電路控制板發(fā)熱量?增大,因而要求必須使用耐高溫有機(jī)膠黏劑。此外,耐高溫有機(jī)膠黏劑也是制備某些航天器的零部件,汽車、坦克和裝甲車的密封圈及耐磨件必要的原材料之一。耐高溫有機(jī)膠黏劑的一些圖片聚酰亞胺類膠黏劑聚酰亞胺（polyimide,簡(jiǎn)稱PI）是在分子主鏈中含有酰亞胺

2、環(huán)狀結(jié)構(gòu)的環(huán)鏈高聚物?，F(xiàn)在聚酰亞胺已成為較為常見(jiàn)的商業(yè)化耐高溫高聚物之一。聚酰亞胺膠粘劑的性能和分類優(yōu)良的綜合性能。特有的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)賦予聚酰亞胺許多功能性，如摻雜后用作導(dǎo)電分子。與其他雜環(huán)高分子相比，分子設(shè)計(jì)和進(jìn)行化學(xué)改性較易，PI所用單體比較簡(jiǎn)單合成方便、成本低。按照合成及加工成型方法，可將聚酰亞胺分成三類：縮合型聚酰亞胺膠粘劑：是以聚酰胺酸形式加工成型，然后用化學(xué)方法或物理方法脫水環(huán)化形成聚酰亞胺即酰亞胺化。　　熱塑性聚酰亞胺膠粘劑：這類材料可溶，是以聚酰亞胺形式按熱塑性塑料的加工方式成型的。　　加成型聚酰亞胺膠粘劑：這類材料通常以含有潛

3、在活性基團(tuán)的酰亞胺預(yù)聚體加工成型，然后在加熱時(shí)，通過(guò)活性基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)使分子鏈增長(zhǎng)，通常得到熱固化聚酰亞胺中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所針對(duì)航空航天技術(shù)發(fā)展?對(duì)耐高溫粘接材料的需求,系統(tǒng)研究了聚酰亞胺的?主鏈結(jié)構(gòu)、封端基團(tuán)、相對(duì)分子質(zhì)量、固化條件等對(duì)?膠黏劑的粘接性能、耐熱性能以及工藝性能的影響?規(guī)律。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了KHPIA系列耐高溫聚酰?亞胺膠黏劑。合成過(guò)程：主要原料：四官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂(TGDDM)，AG80；聚醚酰亞胺(PEI)，實(shí)驗(yàn)室合成，其結(jié)構(gòu)式為：用不同摩爾比的雙酚A醚酐(B1SA—DA)和二胺(BISP)得到不同分子質(zhì)量的聚醚酰亞胺。膠粘劑

4、的制備將環(huán)氧樹(shù)脂、聚醚酰亞胺按一定比例攪拌混合均勻，然后加入固化劑DDS以及溶劑，備用。固化工藝為150℃／2h+180℃／2h+200℃／lOh。固化后將試樣在室溫存放16h以上，然后進(jìn)行性能測(cè)試。結(jié)果與討論聚醚酰亞胺用量的影響從表4可以看出，隨聚醚酰亞胺含量的增加，膠粘劑的力學(xué)性能變好。這是因?yàn)榫勖氧啺泛繛?份時(shí)，聚醚酰亞胺是呈現(xiàn)分散相結(jié)構(gòu)；而含量為20份時(shí)，體系為雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，聚醚酰亞胺成為了連續(xù)相，因此剪切強(qiáng)度大幅度提高。再增加聚醚酰亞胺的用量，體系過(guò)渡到反轉(zhuǎn)相結(jié)構(gòu)，過(guò)高的聚醚酰亞胺含量卻增加了膠粘劑的黏度，降低了對(duì)基材的濕潤(rùn)性。因此當(dāng)

5、聚醚酰亞胺含量為20～25份時(shí)，膠粘劑的力學(xué)性能較好。固化溫度的影響不同的起始固化溫度會(huì)影響膠粘劑中環(huán)氧樹(shù)脂的固化相結(jié)構(gòu)，從而影響膠粘劑的性能，表5是不同固化溫度與剪切強(qiáng)度的關(guān)系。結(jié)果表明膠粘劑的粘接強(qiáng)度隨固化溫度的上升而提高。。膠粘劑的耐溫性表7所列為幾種不同分子質(zhì)量的聚醚酰亞胺改性體系在不同溫度下固化后，再經(jīng)后固化的最終玻璃化溫度。對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂富集相，分子質(zhì)量及固化溫度的影響不大，都較純環(huán)氧體系的玻璃化溫度高，固化溫度對(duì)其影響不太明顯。而聚醚酰亞胺富集相的玻璃化溫度卻隨其分子質(zhì)量及固化溫度的升高而增大。即隨固化溫度的升高，分相越趨于完全，聚醚酰

6、亞胺富集相所包含未固化的環(huán)氧樹(shù)脂越少。表7還表明使用PEI改性的TGDDM的膠粘劑的t比純TGDDM體系的提高10℃以上。圖2所示為P—PEI(o．49)改性環(huán)氧體系在150℃固化5h后斷裂面的SEM相片。PEI微球規(guī)整地分散于環(huán)氧連續(xù)相中，在PEI微球之間可以看到一條條剪切帶，它們穿過(guò)或終止于PEI微球之中。而其他幾種具有較高分子質(zhì)量(特性黏度分別為o．58、o．61、O．67)P—PEI改性體系的sEM照片卻都顯示出雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)之中，部分區(qū)域?yàn)榄h(huán)氧富集相，而其余部分則為反轉(zhuǎn)相。各連續(xù)相的尺寸可達(dá)到百微米以上，在其中又各自包含直徑是1

7、～4肛m的球形粒子。環(huán)氧樹(shù)脂富集相中所包含的PEI粒子與PEI(o．39)改性體系的相結(jié)構(gòu)較為相似。在反轉(zhuǎn)相之中，環(huán)氧樹(shù)脂微球被PEI所包裹，微球之間以聚醚酰亞胺絲帶相連，蝕刻后環(huán)氧樹(shù)脂粒子則以較孤立的微球形式出現(xiàn)。隨PEl分子質(zhì)量的增大，分散粒子尺寸逐漸減小。在研究了PEl分子質(zhì)量、PEI用量、PEI端基、固化溫度等因素對(duì)環(huán)氧改性體系性能影響的基礎(chǔ)上，通過(guò)利用聚合誘導(dǎo)相分離技術(shù)，研制出以少量的熱塑性塑料為連續(xù)相(雙連續(xù)或相反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu))的耐高溫高強(qiáng)度環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑，其剪切強(qiáng)度提高1倍左右，200℃高溫剪切強(qiáng)度僅下降10％，不均勻扯離強(qiáng)度提高1．5倍

8、，玻璃化溫度256℃。該膠粘劑有望應(yīng)用于航天航空及微電子等高科技領(lǐng)域。結(jié)語(yǔ)近年來(lái),隨著耐高溫有機(jī)膠黏劑的應(yīng)用越來(lái)越?廣泛,對(duì)其性能的要求