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聚酰亚胺耐高温高分子材料

文章出处:未知 人气:发表时间:2019-06-04
       典型的耐高温高分子材料包括聚酰亚胺、梯形聚合物、聚苯硫醚树脂等。
 
  聚酰亚胺一般由二元酐和二元胺缩聚而得。根据结构,聚酰亚胺可分为脂肪链聚酰亚胺和芳香链聚酰亚胺。脂肪链聚酰亚胺不耐高温,实用性差。芳香族聚酰亚胺又可分为若干类型。按扩链和交联反应的类型,芳香族聚酰亚胺也可分为缩聚型和加聚型两类。
 
  (1)缩聚型聚酰亚胺
 
  由芳族二元胺和芳族二酐为原料制备。制备过程由缩聚和酰亚胺化两步组成:
 
  ①生成高分子量的线形聚酰胺酸预聚体,可在室温下瞬时完成.采用极性溶剂。
 
  ②在加热和加压条件下,从聚酰胺酸溶液脱除水或烷基醇,通过酰亚胺化或固化生成聚酰亚胺。
 
  由于第二步反应温度高,有小分子放出,易于产生气孔,导致产品质量下降。改进的合成路线有两个:
 
  ①先合成聚酰亚胺的前驱物一聚异酰亚胺.再异构化成聚酰亚胺.异构化反应过程中无小分子放出。
 
  ②四酸和二胺先形成尼龙盐。而后加热脱水生成聚酰亚胺.在反应中避免使用高沸点的极性溶剂,某些品种还可在抽气挤出机反应挤出造粒。
 
  均苯四酐二苯酰亚胺是最早商品化的聚酰亚胺,但其不溶于有机溶剂.加工性能差,因而在使用上受到限制,因此.可溶可熔性聚酰亚胺的发展就受到越来越大的重视。目前改进聚酰亚胺的主要途径有:
 
  ①在主链中引入柔性大、热稳定性高的化学键。
 
  ②在主链中引入结构不对称和热稳定性高的取代基团,如间亚苯基或邻位亚苯基,或者采用具有非平面扭曲结构的聚酰亚胺单体。
 
  ③引入大的侧基.例如苯基或芴基等。
 
  ④使高分子链具有很大的不对称性,例如采用两种不同的二元酐或两种不同的二元胺进行共缩聚。
 
  (2)加聚型聚酰亚胺
 
  聚马来酰亚胺、降冰片烯基封端等聚酰亚胺胺树脂须通过加聚反应来固化,这类树脂称为加聚型聚酰亚胺。加聚型聚酰亚胺通常是由端部带有不饱和基团的环状结构的低分子量聚合物通过不饱和端基进行均聚或共聚制备。
 
  加聚型聚酰亚胺的交联反应有端基反应和双马来酰亚胺反应两种。其中,端基反应又分为端基反应A(二羧酸基端基基团)和端基反应B(乙炔端基基团)两种。
 
  ①端基反应A。
 
  由二羧酸基端基基团交联得到的最重要的树脂是由NASA Lewis研究中心发展的单体反应物原位聚合型聚酰亚胺树脂(PMR)。PMR型聚酰亚胺树脂是芳香族四酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5一降冰片烯一2,3一二羧酸的单烷基酯(NE)等单体在一种烷基醇中的溶解物,这种树脂可直接用来浸渍纤维。目前有两种PMR型聚酰亚胺树脂,它们是PMR-15(第一代)和PMR—ll(第二代)。
 
  ②端基反应B。
 
  端基反应B是指由两个带乙炔端基的聚酰亚胺单体连在一起.再与其他聚酰亚胺单体连接,生成乙炔端基聚酰亚胺。
 
  ③聚双马来酰亚胺(BMI)。
 
  BMI是加聚型聚酰亚胺的一个分支,由马来酸酐和芳二胺缩聚而得。使用温度为150℃~250℃。
 
  纯BMI的交联密度过大,需通过改性改善BMI的脆性.通常有聚氨基改性的双马来酰亚胺、环氧树脂改性的双马来酰亚胺和其他改性体系。
 
  聚氨基改性的双马来酰亚胺(PABMI)具有与热固性树脂相同的粘弹性,可用一般方法加工;固化时无小分子挥发,所制造的复合材料无气孑L;易与各种填料混合;价格较便宜;性能稳定。用环氧树脂改性双马来酰亚胺,固化树脂的内聚力高。
 
  其他改性体系包括:
 
  ·与酸反应,制成的树脂固化物力学性能好;
 
  ·与酚类反应,制得的树脂粘度低,贮存期长而稳定;
 
  ·与酮类反应,生成酮一双马来酰亚胺共聚物;
 
  ·采用多组分,使固化制品具有粘接力强、耐热性好、柔韧等优点。
 
  聚酰亚胺是目前产量最大、耐热性最高的一类高分子材料.具有优异的综合性能,可耐极低温、耐辐射、热膨|}长系数低,具有很好的力学性能和介电性能,有自熄性,发烟率低.有广泛的应用范围。
 
  聚酰亚胺的加工方法有注塑、挤出、流延、模压。可用来制薄膜、涂料、先进复合材料、纤维、薄膜塑料、工程塑料,还可用作分离膜、超滤膜及渗透膜.以及光刻胶、电光材料。可与各种高性能纤维复合制备高性能复合材料。
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