資源描述：
《雙馬來酰亞胺樹脂》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1.1引言先進樹脂基復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高比強、高比模、耐高溫和極強的材料性和可設(shè)計性而成為發(fā)展中的高技術(shù)材料之一。其在航空、航天工業(yè)中的應(yīng)用也顯示了獨特的優(yōu)勢和潛力，被認為是航空、航天材料技術(shù)進步的重要標志[1]。而基體樹脂則是決定復(fù)合材料性能優(yōu)劣的一個關(guān)鍵因素。作為先進樹脂基復(fù)合材料的基體樹脂，它不僅要有優(yōu)良的機械性能（尤其是斷裂韌性）、耐熱、耐濕熱、耐老化、耐腐蝕等，而且還要有良好的加工性。但現(xiàn)有樹脂存在的主要問題是不能將高溫性能、耐濕熱性、韌性及加工性有機地統(tǒng)一起來。目前用于先進樹脂基復(fù)合材料的基體樹脂主
2、要是環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的加工性，但耐濕熱性能差，已逐漸不能滿足高性能的要求。聚酰亞胺樹脂具有突出的耐熱性、耐濕熱性能，但其苛刻的工藝條件限制了其應(yīng)用。雙馬來酰亞胺（BMI）樹脂是今年來發(fā)展起來的一種新型耐熱高聚物[2]，它的價格比較便宜，其成型加工的條件也不是十分的苛刻。采用間接法合成在加工中沒有小分子放出，故使得制品無氣隙。除了作為復(fù)合材料的母體樹脂外，也可以作壓塑料、涂料、膠粘劑等。在200℃～220℃一萬小時老化后仍無明顯的降解現(xiàn)象發(fā)生。它還能耐射線，在5×109r
3、ad照射下機械性能不發(fā)生變化。它廣泛用于航空、航天和機電等高科技領(lǐng)域。BMI不僅具有聚酰亞胺樹脂的耐熱性、耐侯性、耐濕熱性的優(yōu)點，而且具有類似于環(huán)氧樹脂的成型工藝性，是目前備受青睞的的高性能聚合物之一。1.2雙馬來酰亞胺樹脂概述雙馬來酰亞胺（BMI）樹脂是由聚酰亞胺樹脂體系派生出來的一類樹脂體系，是以馬來酰亞胺（MI）為活性端基的雙官能團化合物，其樹脂具有與典型熱固性樹脂相似的流動性和可塑性，可用與環(huán)氧樹脂相同的一般方法加工成型。同時它具有聚酰亞胺樹脂的耐高溫、耐輻射、耐潮濕和耐腐蝕等特點[3]，但它同環(huán)氧樹脂
4、一樣，有固化物交聯(lián)密度很高使材料顯示脆性的弱點，溶解性能差。雙馬來酰亞胺樹脂固化物具有良好的耐高溫性、耐輻射性、耐濕性及低吸水率，作為高強度、高模量和相對低密度的高級復(fù)合材料樹脂，雖然已在航空航天業(yè)，電子電器業(yè)，交通運輸業(yè)等諸多行業(yè)中日益獲得廣泛的應(yīng)用，但是，經(jīng)常使用的BMI結(jié)構(gòu)的雙馬來酰亞胺樹脂在丙酮中的溶解度小，不能用于預(yù)浸料，給加工帶來不便[4]。另外，雙馬來酰亞胺熔點較高，熔融粘度大，溶解性差，必須使用特殊的溶劑，由于這些溶劑的使用，使生產(chǎn)成本增加，而且，由于極性溶劑的存在，與馬來酰亞胺產(chǎn)生強的相互作用
5、，加之沸點較高，成型溫度高，在烘干和熱處理固化過程中不易使溶劑完全從制品中滲出，殘存的溶劑使制品脆性大，性能下降，特別是韌性差，阻礙了其應(yīng)用和發(fā)展。為此，必須對其進行改性，改善其加工性能，使其更好地發(fā)揮其綜合性能較好的特點，為人類社會的發(fā)展作出貢獻。近年來，對雙馬來酰亞胺的改性研究一直是耐熱高分子材料領(lǐng)域中的一個非常活躍的發(fā)展方向。1.2.1BMI的熔點BMI單體多為結(jié)晶固體，因其不同的結(jié)構(gòu)而具有不同的熔點。一般來講，脂肪族BMI單體具有較低的熔點，且其熔點隨亞甲基鏈段的變長而降低，這是因為分子中極性基團密度的
6、降低和分子鏈的柔順性增大所致。芳香族BMI的熔點大多較高，但隨結(jié)構(gòu)的不同而有較大差異。不對稱因素的引入破壞了分子結(jié)構(gòu)的對稱性，使其晶體的完善程度下降，因而熔點降低[5]。1.2.2BMI的溶解性常用的BMI單體不能溶于普通有機溶劑，如丙酮、乙醇、氯仿中，只能溶于二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等強極性、毒性大、價格高的溶劑中。這是由于BMI的分子極性以及結(jié)構(gòu)對稱性所決定的[6]，因此如何改善溶解性是BMI改性的一個主要內(nèi)容。1.2.3BMI的反應(yīng)性BMI單體結(jié)構(gòu)中，C=C雙鍵受鄰位兩個羰基的吸電子作用而
7、成為貧電子鍵，因而易于與二元胺、酰胺、酰肼、硫化氫、氰尿酸和多元酚等含活潑氫的化合物進行加成反應(yīng)，它也可以同含不飽和雙鍵的化合物、環(huán)氧樹脂及其他結(jié)構(gòu)的BMI進行共聚反應(yīng)，同時也能在催化劑或熱作用下發(fā)生自聚反應(yīng)[7]。BMI的固化和固化溫度與其結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，一般BMI及其改性樹脂的固化溫度為200℃～220℃，后處理溫度為230℃～250℃。1.2.4BMI的耐熱性BMI由于含有苯環(huán)、酰亞胺雜環(huán)及交聯(lián)密度較高而使其固化物有良好的耐熱性，其Tg一般大于250℃，使其溫度范圍為177℃～232℃左右[8]。1.2
8、.5BMI的力學(xué)性能BMI樹脂的固化反應(yīng)屬于加成型聚合反應(yīng)，成型過程中無低分子副產(chǎn)物放出，容易控制，固化物結(jié)構(gòu)致密，缺陷少，因而BMI具有較高的強度和模量。但是由于化合物的交聯(lián)密度高、分子鏈剛性強而使BMI呈現(xiàn)出極大的脆性，它表現(xiàn)在抗沖擊性差、斷裂伸長率小、斷裂韌性低[9]。而韌性差是阻礙BMI應(yīng)用及發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵之一。此外，BMI還有優(yōu)良的電性能、耐化學(xué)性能、耐環(huán)境及耐輻射等性能。1
