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聚酰亚胺复合材料的热氧老化特性

点击次数:839    发布日期:2019-01-16   本文链接:http://www.pibomo.com/news/855.html

随着材料科学技术的迅速发展,聚合物及其复合材料在航空、航天、兵器、汽车等行业具有较为广泛的应用。聚酰亚胺树脂及其复合材料具有优异的耐热、耐磨性能,良好的力学性能和耐溶剂性能,以及较高的绝缘性能等突出优点,在航空航天领域获得了广泛的应用,高超声速飞行器、导弹、先进航空发动机等先进武器装备对耐高温聚酰亚胺复合材料的依赖程度越来越高。

热固性聚酰亚胺一般以降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基等作为活性端基。以PMR型为代表的**代聚酰亚胺主要是以降冰片烯为活性基团的交联产生的是脂肪结构,一般认为会影响到聚合物的热稳定性,其5%热分解温度一般不足500℃,从而限制了其应用范围。

因此,为了进一步提高聚酰亚胺复合材料的可靠性和使用寿命,一些研究者就使用了乙炔基封端的聚酰亚胺材料以提高材料的热稳定性能,尤其是降低材料高温热氧化过程中的失重,并取得了相当的进展。但是乙炔基封端的聚酰亚胺树脂低聚物的熔点较高,并且在熔融后立即开始发生交联反应,因而材料的加工窗口很窄,在195℃下的凝胶时间只有几分钟,在制备大型和复杂部件时难度很高。

20 世纪80 年代后期,NASA 在高速研究计划( HSR) 的支持下开发了苯乙炔基封端聚酰亚胺树脂及其复合材料,P. M. HERGENROTHER 等人的研究表明了使用苯乙炔基团作为活性封端剂的聚合物相对于乙炔基封端的优势,由于不含有乙炔氢,固化的苯乙炔基封端聚合物表现出较好热稳定性,并且苯乙炔基在固化中同样无挥发物,但反应温度相比乙炔基可提高近150℃( 约300 ~ 350℃) ,为聚合物主链流动提供了较宽的工艺窗口。随着苯乙炔基封端剂的发明推动了低成本液态成型工艺聚酰亚胺树脂的开发,以NASA 开发的PETI - 298、PETI - 330、PETI- 375 等为典型代表,此后关于这类材料的热氧化稳定性研究成为近些年的研究热点。



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