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美国对第二代聚酰亚胺复合材料的研究

点击次数:821    发布日期:2015-05-25   本文链接:http://www.pibomo.com/news/475.html

      美国继PMR一15之后又开发出了耐热性更好的第二代聚酰亚胺。如NASA研制的长期使用温度为371℃ 的PMR-II-50树脂。其特征在于采用了六氟酐(6FDA)、对苯二胺(P—PDA)和降冰片烯(NA)封端剂。与**代树脂所采用的酮酐相比,6FDA具有更好的化学稳定性,同时赋予主链更好的柔顺性。6FDA还可使树脂在具有良好工艺性能的前提下具有较长的主链结构,从而降低树脂中热稳定性较弱的封端基含量,提高了复合材料的抗热氧化稳定性。

      美国空军材料实验室研制的AFR-7OOB树脂也是由6FDA、p-PDA和NA形成聚合物主链。与PMR-II-50不同,AFR-700B采用NA单封端路线,主链的另一端是反应性的胺封端,更有利于交联反应趋于完全,成型工艺更优。V-CAP-75树脂也是以6FDA和P—PDA为原料,但采用对氨基苯乙烯(PAS)代替NA封端。研究发现PAS可以使树脂具有更好的流动性,在一定程度上改善了复合材料的成型工艺性,但是固化产物的 与使用NA封端的相比要低一些。

      与**代相比,第二代聚酰亚胺复合材料虽然在室温下具有很好的力学性能,但是其高温力学性能不太高。树脂的分子量大,交联密度低, 相对较低,而且熔体黏度高,流动性很差,易造成较大的孔隙率。这些因素可能是造成力学性能不太理想的主要原因。另外,以上几种聚酰亚胺树脂中均有昂贵的含氟单体,也限制了其应用范围的扩大。随着航空航天技术的发展,国内对材料耐温等级的需求也越来越高。自1980年始,航天材料及工艺研究所与中国科学院化学研究所合作开展了第二代PMR聚酰亚胺树脂的研制工作.重点开展了改善树脂的工艺性能和复合材料成型技术方面的研究。目前,已经开发出KH一305 、KH-320B、KH-330、KH-370等系列新型聚酰亚胺树脂及其复合材料。新型树脂的主要特点之一是熔体黏度较低,成型工艺性能得到很大改善;特点之二是减少了六氟酐的比例或采用新的单体,在一定程度上降低了树脂成本;特点之三是树脂的 没有降低或得到了提高。UT500/KH370复合材料在370%下的弯曲强度和模量保持率分别达到了61%和96%,显示了优异的耐热性和高温力学性能。

      在耐温等级超过320~C的复合材料基体树脂中,KH一304树脂是目前*适合热压罐成型工艺的耐高温树脂。KH305—50树脂与国外PMR-II-50性能相当,同样存在树脂的流动性差,复合材料成型困难的问题。新型树脂的黏度较KH305-50树脂下降了3个数量级,与KH-304接近,表明新型树脂的工艺性能得到很大的提高。研究表明,具有良好工艺性能的KH320B、KH330和KH370树脂的 均大于390℃,较KH304 树脂的耐热性有较大幅度的提高,接近和高于KH305树脂的 。新型树脂较好地解决了成型工艺与耐热性的突出矛盾。


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