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1、第八章 高性能树脂,8.1 聚砜和聚芳醚砜,双酚A型聚砜(简称聚砜),非双酚A型聚砜(聚芳砜,PASF),PolysulfonePSF,PSU,聚芳醚砜(PES),结构特点,使聚合物具有良好的柔韧性,使聚合物具有突出的耐热性和热氧化稳定性,聚砜(PSF),合成:由二氯二苯基砜和双酚A的碱金属盐为原料反应制得的。,M Na,K,缩聚实施方法:溶液或熔融缩聚,特点: 能在100150 长期使用(短期使用温度190 ) 热稳定性高 力学性能优异 ,即使在高温下也保持优良的机械性能 化学稳定性好(除浓硝酸、浓硫酸、卤代烃外,能耐一般酸、碱、盐、在酮,酯中溶胀 ) 主要缺点: 耐紫外线和耐候性较差。耐疲
2、劳强度差是主要缺点。,成型方法: 注塑、模压、挤出、热成型、吹塑等。(控制熔体粘度)用途: 主要用于电子电气、食品和日用品、汽车用、航空、医疗和一般工业等部门,非双酚A型聚砜,聚芳醚砜,合成:,方法1,方法2,路易斯酸(如FeCl3、SbCl5)催化,聚合实施方法:溶液聚合或熔融聚合(通常用),性能: 耐热性更好,在高温下仍保持优良机械性能 。,8.2 聚醚醚酮,合成: 原料:4,4-二氟苯酮、对苯二酚、碳酸钠 溶剂:二苯砜,特点:半结晶性聚合物,最高结晶度48良好的热稳定性(HDT:160oC)Tg以上,强度和模量大幅下降(e.g. 200oC下拉伸强度和拉伸模量分别为室温的42和8)韧性极
3、好,断裂延伸率大于40优良的化学稳定性、阻燃性、介电性及力学性能等,成型方法: 注塑、挤出、层压、纺丝、制膜等。(加工温度:370399 ),软化点300以上耐水性好,吸湿率低较好的耐热性(HDT:190 ;Td:350 以上,可在120 下长期使用),8.3 聚苯醚(PPO),合成:二氯苯和硫化钠为原料,8.4 聚苯硫醚(PPS),特点:高度结晶,溶解能力受限(只能溶于某些芳烃、氯代芳烃或杂环化合物中 )优良的热稳定性,可在240下长期使用 在空气中对PPS进行热处理使它发生交联耐化学腐蚀性能、耐蠕变性、对增强材料有良好的粘合性能、介电性能、阻燃性能和易加工性能,8.5 聚酰亚胺(Polyi
4、mide,PI),基本结构,具有突出的热稳定性和氧化稳定性,以及优异的耐辐射性能和介电性能。长期使用温度可达250oC以上。,分类: 加聚型PI;缩聚型PI; 热塑性PI,热固性,缩聚型PI 原料:芳香二酐、芳香二胺 合成:分两步进行 二酐二胺 聚酰胺酸预聚物(可溶) 聚酰亚胺,环化(热/化学),(I),(II),聚酰胺酸不稳定,必须在干燥和冷冻的条件下保存,缩聚型聚酰亚胺树脂极少用作为复合材料的基体树脂。一般用于制造薄膜和涂料。,加聚型PI,端基带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺。如:双马来酰亚胺、降冰片烯封端酰亚胺、乙炔封端酰亚胺等,成型加工:通过不饱和端基进行固化,固化过程中没有挥发
5、性物质放出,热固性树脂,双马来酰亚胺(BMI)树脂,主要原料:马来酸酐、二元胺,BMI一般结构,合成:,双马来酰亚胺酸,环化,双马来酰亚胺,目前国内大量应用且唯一商品化的BMI是4,4双马来酰亚胺基二苯甲烷(BDM),几种常见BMI单体的熔点,固化BMI单体的分子双键端基与二元胺、酰胺、酰肼、巯基和羟基等含活泼氢的化合物进行加成反应;也可与环氧树脂、含不饱和双键的化合物(如烯丙基、乙烯基类化合物)反应;在催化剂或热作用下也可以发生自聚反应。,固化物性能优良的耐热性 较高的强度和模量 脆性大(交联密度高、分子链刚性大),聚合物基体的作用,将纤维粘合成整体并使纤维位置固定; 在纤维间传递载荷,并使
6、载荷均衡; 基体保护纤维免受各种损伤。,基体决定复合材料成型工艺方法以及工艺参数选择等。基体决定复合材料的一些性能,如复合材料的高温使用性能、横向性能、剪切性能、耐介质性能等。此外,基体对复合材料的另外一些性能也有重要影响,如纵向拉伸、尤其是压缩性能,疲劳性能,断裂韧性等。,聚合物基体的选择,对聚合物基体的选择应遵循下列原则: 能够满足产品的使用需要如使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。 高拉伸(或剪切)模量、高拉伸强度、高断裂韧性的基体有利于提高FRP力学性能。, 对纤维具有良好的浸润性和粘接力; 容易操作,如要求胶液具有足够长的适用期、预浸料具有足够长的贮存期、固化收缩率小等。 低毒性、低刺激性。 价格合理。,聚合物基体的选择,