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聚酰亞胺耐高溫高分子材料

文章出處:未知 人氣:發表時間:2019-06-04
       典型的耐高溫高分子材料包括聚酰亞胺、梯形聚合物、聚苯硫醚樹脂等。
 
  聚酰亞胺一般由二元酐和二元胺縮聚而得。根據結構,聚酰亞胺可分為脂肪鍊聚酰亞胺和芳香鍊聚酰亞胺。脂肪鍊聚酰亞胺不耐高溫,實用性差。芳香族聚酰亞胺又可分為若幹類型。按擴鍊和交聯反應的類型,芳香族聚酰亞胺也可分為縮聚型和加聚型兩類。
 
  (1)縮聚型聚酰亞胺
 
  由芳族二元胺和芳族二酐為原料制備。制備過程由縮聚和酰亞胺化兩步組成:
 
  ①生成高分子量的線形聚酰胺酸預聚體,可在室溫下瞬時完成.采用極性溶劑。
 
  ②在加熱和加壓條件下,從聚酰胺酸溶液脫除水或烷基醇,通過酰亞胺化或固化生成聚酰亞胺。
 
  由于第二步反應溫度高,有小分子放出,易于産生氣孔,導緻産品質量下降。改進的合成路線有兩個:
 
  ①先合成聚酰亞胺的前驅物一聚異酰亞胺.再異構化成聚酰亞胺.異構化反應過程中無小分子放出。
 
  ②四酸和二胺先形成尼龍鹽。而後加熱脫水生成聚酰亞胺.在反應中避免使用高沸點的極性溶劑,某些品種還可在抽氣擠出機反應擠出造粒。
 
  均苯四酐二苯酰亞胺是最早商品化的聚酰亞胺,但其不溶于有機溶劑.加工性能差,因而在使用上受到限制,因此.可溶可熔性聚酰亞胺的發展就受到越來越大的重視。目前改進聚酰亞胺的主要途徑有:
 
  ①在主鍊中引入柔性大、熱穩定性高的化學鍵。
 
  ②在主鍊中引入結構不對稱和熱穩定性高的取代基團,如間亞苯基或鄰位亞苯基,或者采用具有非平面扭曲結構的聚酰亞胺單體。
 
  ③引入大的側基.例如苯基或芴基等。
 
  ④使高分子鍊具有很大的不對稱性,例如采用兩種不同的二元酐或兩種不同的二元胺進行共縮聚。
 
  (2)加聚型聚酰亞胺
 
  聚馬來酰亞胺、降冰片烯基封端等聚酰亞胺胺樹脂須通過加聚反應來固化,這類樹脂稱為加聚型聚酰亞胺。加聚型聚酰亞胺通常是由端部帶有不飽和基團的環狀結構的低分子量聚合物通過不飽和端基進行均聚或共聚制備。
 
  加聚型聚酰亞胺的交聯反應有端基反應和雙馬來酰亞胺反應兩種。其中,端基反應又分為端基反應A(二羧酸基端基基團)和端基反應B(乙炔端基基團)兩種。
 
  ①端基反應A。
 
  由二羧酸基端基基團交聯得到的最重要的樹脂是由NASA Lewis研究中心發展的單體反應物原位聚合型聚酰亞胺樹脂(PMR)。PMR型聚酰亞胺樹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單烷基酯(NE)等單體在一種烷基醇中的溶解物,這種樹脂可直接用來浸漬纖維。目前有兩種PMR型聚酰亞胺樹脂,它們是PMR-15(第一代)和PMR—ll(第二代)。
 
  ②端基反應B。
 
  端基反應B是指由兩個帶乙炔端基的聚酰亞胺單體連在一起.再與其他聚酰亞胺單體連接,生成乙炔端基聚酰亞胺。
 
  ③聚雙馬來酰亞胺(BMI)。
 
  BMI是加聚型聚酰亞胺的一個分支,由馬來酸酐和芳二胺縮聚而得。使用溫度為150℃~250℃。
 
  純BMI的交聯密度過大,需通過改性改善BMI的脆性.通常有聚氨基改性的雙馬來酰亞胺、環氧樹脂改性的雙馬來酰亞胺和其他改性體系。
 
  聚氨基改性的雙馬來酰亞胺(PABMI)具有與熱固性樹脂相同的粘彈性,可用一般方法加工;固化時無小分子揮發,所制造的複合材料無氣孑L;易與各種填料混合;價格較便宜;性能穩定。用環氧樹脂改性雙馬來酰亞胺,固化樹脂的内聚力高。
 
  其他改性體系包括:
 
  ·與酸反應,制成的樹脂固化物力學性能好;
 
  ·與酚類反應,制得的樹脂粘度低,貯存期長而穩定;
 
  ·與酮類反應,生成酮一雙馬來酰亞胺共聚物;
 
  ·采用多組分,使固化制品具有粘接力強、耐熱性好、柔韌等優點。
 
  聚酰亞胺是目前産量最大、耐熱性最高的一類高分子材料.具有優異的綜合性能,可耐極低溫、耐輻射、熱膨|}長系數低,具有很好的力學性能和介電性能,有自熄性,發煙率低.有廣泛的應用範圍。
 
  聚酰亞胺的加工方法有注塑、擠出、流延、模壓。可用來制薄膜、塗料、先進複合材料、纖維、薄膜塑料、工程塑料,還可用作分離膜、超濾膜及滲透膜.以及光刻膠、電光材料。可與各種高性能纖維複合制備高性能複合材料。
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