问题：PI/EP共聚(混)可有效改善环氧树脂韧性
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时间：2005-10-26 15:26:16 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

改性是使环氧树脂(EP)成为合成树脂中性能最优的重要渠道，因为环氧树脂虽然拥有优异的粘绔性能和良好的机械性能等而被广泛应用，但耐热性较差、脆性大等限制了其在高性能领域的应用，这就需要对其进行改性。最近研究人员在PI/EP共聚(混)方面，进一步取得了有效改善环氧树脂韧性的新效果。

　　聚酰亚胺(PI，包括交联型和缩聚型)是一类耐热性好、机械性能等优异的工程塑料。用聚酰亚胺改性环氧树脂，将两者的优势结合起来，从而成为改善环氧树脂性能的一个有潜力的途径。聚酰亚胺(PI，包括交联型和缩聚型)作为一类性能优异的工程塑料，在许多研究中被引入EP以提高EP的热稳定性和韧性等，取得了较为满意的结果。其中最重要的做法是PI/EP共聚或共混，它又包括热塑性PI/EP共聚或共混、交联型PI/EP共聚或共混2种方法。

　　热塑性PI/EP共聚或共混研究方面，研究人员对用高性能芳香热塑性聚合物共混增韧热固性树脂做了大量研究，热塑性PI就是其中很重要的一类。有些PI如聚醚酰亚胺(PEI)等与未固化EP有很好的相容性和溶解性，而已经被用于EP的增韧。由于它们的Tg与交联EP网络的Tg相近，因此在提高EP抗破坏性的同时，没有降低(甚至提高)其它关键的层压性能和热/湿性能。国外用具有相当高Tg的二苯酮四酸二酐(BTDA)和4,4,(9氢-9-亚芴基)二苯胺(FBPA)—合成的可溶性热塑性PI改性四缩水甘油基二苯甲烷—二氨基二苯砜EP体系(TGDDM/DDS/PEI)，固化后的树脂用扫描电子显微镜观察没有发现相分离，说明共混组分间能完全相容。国内目前有专家研究PEI对多官能团EP的增韧作用，加入PEI时共混物的KIC(应力强度因子)和GIC(临界应变松弛速率)都有显著提高，即增加了EP的韧性，虽然共混物只有一个Tg但电镜观察说明共混物为两相结构，当PEI的含量为10%时PEI开始从分散相转变为连续相。国内还有专家用双酚A二酐(BISA-DA)和4,4,1,4-苯基-二(1-甲基—亚已基)二苯胺(BISP)按不同mol比合成PEI用于改性EP，改性体系相结构的变化导致加入20～30phrPEI的改性体系剪切强度有较大升高：加入20phr时形成双连续相结构、30phr导致相反转。PEI作为连续相有利于力学性能的大幅度提高，使断裂韧性得以提高(能够提高5倍)，改性体系的Tg比纯TGDDM体系的提高10℃以上。改性体系作为胶粘剂时剪切强度提高1倍左右，200℃高温剪切强度仅下降10%。另外，用非反应型线性PI增韧环氧—二苯砜二胺树脂体系，国内也取得了成果，在模量不损失情况下增加了其断裂韧性。

　　交联型PI/EP共聚或共混同样有新成果。研究表明，双马来酰亚胺(BMI)树脂是一类性能优异的交联型PI，兼有PI优良的耐高温，耐湿和可采用与EP类似的成型工艺的特点，且与其它缩聚型PI相比，它在形成过程中没有小分子物质放出。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，向EP中引入BMI后，由于两者聚合机理不同和相容性等方面的原因，在聚合过程中可能形成互穿网络或两相体系，从而有可能达到增韧和提高耐热性的目的。国外用同时本体聚合技术制备了BMI和聚氧化丙烯型聚氨酯(PU)—交联EP聚合物互穿网络：将BMI和PU(PPG)交联的EP混合，然后同时聚合形成互穿聚合物网络(IPNs)，结果表明含有较长PU(PPG)链段[即PU(PPG2000)]的BMI/PU(PPG)一EP互穿网络的拉伸强度随BMI含量的增加而降低，他们还用本体聚合技术制备了聚丁二烯基二酸类聚氨酯交联的EP和BMI(BMI/PU—EP)的IPN。在这一研究中，BMI主要溶解在EP基的PU区而形成相容系统，从而提高了IPN的的互穿程度。国内专家对BMI的引入对Tg造成影响的原因进行了讨论，认为BMI改性EP和BMI改性的硅氧烷化EP的Tg升高是由于BMI的自加成而不是由于发生了迈克尔加成反应，因为迈克尔加成反应导致形成热不稳定键连结构，且由于链延长最终会降低交联密度。四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷(TGD-DM)用芳香胺如二氨基二苯砜(DDS)固化后，作为碳纤维增强复合材料的基体材料广泛用于航空航天领域，然而TGDDM/DDS系统的应用受到以下两个方面的限制：脆性和高吸水性(从多方面影响它的机械性能)。第一个问题可用热塑性塑料或传统的液体橡胶改性基体树脂解决；为了克服第二个缺点，形成热固性树脂/热固性树脂共混物可能是有潜力的途径[9]。这一系统通常归属于相互交联或IPN。因为它们的分子结构很特别，这些复杂的网络常常表现出协同效应，这样就能使树脂(与纯树脂相比)在一些性能上有很大的提高。

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