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1、Southwest University复合材料复合材料第二章第二章 复合材料基体复合材料基体Contents金属基体材料金属基体材料1陶瓷基体材料陶瓷基体材料2 聚合物基体材料聚合物基体材料4 无机胶凝材料无机胶凝材料3( (六六) ) 高性能树脂高性能树脂1.1.聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂性能性能: 热稳定性和氧化稳定性好热稳定性和氧化稳定性好 耐辐射性能和介电性能好耐辐射性能和介电性能好聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂加聚型聚酰亚胺树脂加聚型聚酰亚胺树脂:热固性热固性热塑性聚酰亚胺树脂热塑性聚酰亚胺树脂缩聚型聚酰亚胺树脂缩聚型聚酰亚胺树脂不同类型聚酰亚胺的热稳定性不同类型聚酰亚胺的热稳定性缩聚性缩
2、聚性热塑性热塑性乙炔基封端乙炔基封端双马来酰亚胺双马来酰亚胺温度温度/oC质量保留率质量保留率/%(2h）(1) 缩聚型聚酰亚胺树脂缩聚型聚酰亚胺树脂二酐二酐 二胺二胺 聚酰胺酸聚酰胺酸v聚聚酰酰胺胺酸酸的的环环化化在在高高温温下下进进行行，聚聚酰酰胺胺酸酸的的熔熔点点接接近近环环化化反反应应的的温温度度，沉沉析析作作用用影影响响树树脂脂的的流流动动性性，不不适适用用于于模模压压和层压成型工艺。和层压成型工艺。v环化时有小分子放出，很少用作复合材料的基体树脂环化时有小分子放出，很少用作复合材料的基体树脂BTDA和各种芳香二胺合成的聚酰亚胺和各种芳香二胺合成的聚酰亚胺单体的化学结构影响缩聚型聚酰
3、亚胺树脂的热稳定性单体的化学结构影响缩聚型聚酰亚胺树脂的热稳定性(2) 加聚型聚酰亚胺树脂加聚型聚酰亚胺树脂端基带不饱和基团低相对质量聚酰亚胺端基带不饱和基团低相对质量聚酰亚胺.成成型型加加工工时时通通过过不不饱饱和和端端基基进进行行固固化化,固固化化时时无挥发性物质放出无挥发性物质放出双马来双马来酰亚胺酰亚胺(BMI)树脂树脂加工性能好加工性能好,耐热性和耐辐射性优于环氧树脂耐热性和耐辐射性优于环氧树脂马来酸酐马来酸酐常见常见BMI单体的熔点单体的熔点BMI树脂的性能树脂的性能BMI树脂的改性：树脂的改性：BMI树脂缺点：熔点高、溶解性差、成型温度高、树脂缺点：熔点高、溶解性差、成型温度高、
4、 固化物脆性大固化物脆性大改性方法：烯丙基化合物共聚改性、芳香二胺化合物改性方法：烯丙基化合物共聚改性、芳香二胺化合物 扩链改性、环氧树脂改性、热塑性树脂增扩链改性、环氧树脂改性、热塑性树脂增 韧改性、氰酸酯树脂改性韧改性、氰酸酯树脂改性烯丙基化合物共聚改性烯丙基化合物共聚改性烯烯丙丙基基化化合合物物与与BMIBMI单单体体共共聚聚后后的的预预聚聚物物易易溶溶于于低低沸点溶剂、黏附性好、稳定性好沸点溶剂、黏附性好、稳定性好固化物耐热性好，韧性强，机械性能和介电性好固化物耐热性好，韧性强，机械性能和介电性好芳香二胺化合物扩链改性芳香二胺化合物扩链改性BMIKerimid601 E玻璃布复合材料的
5、性能玻璃布复合材料的性能环氧树脂改性环氧树脂改性BMI改性后，工艺性能好，对增强材料的改性后，工艺性能好，对增强材料的黏附力增强，韧性增强，耐热性降低黏附力增强，韧性增强，耐热性降低热塑性树脂增韧改性热塑性树脂增韧改性BMI氰酸酯树脂改性氰酸酯树脂改性改改性性后后，韧韧性性、耐耐热热性性、耐耐水水性性、介介电电性性、力学性、耐磨性、尺寸稳定性都比较好力学性、耐磨性、尺寸稳定性都比较好降冰片烯封端聚降冰片烯封端聚酰亚胺树脂酰亚胺树脂(PMR树脂）树脂）纳迪克二酸单甲酯纳迪克二酸单甲酯3,3,4,4-二苯甲酮四羧酸二甲酯二苯甲酮四羧酸二甲酯4,4-二氨基二苯基甲烷二氨基二苯基甲烷不不同同温温度度热
6、热老老化化PMR-15聚聚酰酰亚胺复合材料的质量损失亚胺复合材料的质量损失371oC343oC316oCHM-S/PMR-15复合材料的性能复合材料的性能性能性能未后固化未后固化在在343oC后固化后固化16h室温室温316oC316oC抗弯强度抗弯强度/MPa12624831103抗弯模量抗弯模量/GPa185104173层间剪切强度层间剪切强度/MPa592244乙炔封端聚乙炔封端聚酰亚胺树脂酰亚胺树脂热氧化稳定性、耐湿热性、介电性好，热氧化稳定性、耐湿热性、介电性好，3-乙炔基苯胺乙炔基苯胺芳香二胺芳香二胺芳香二酐芳香二酐2.2.聚苯并咪唑聚苯并咪唑(PBI)(PBI)树脂树脂PBIPB
7、I热热稳稳定定性性好好(270-300(270-300o oC C长长期期使使用用),),优优良良的的低低温温性性能能(-196(-196o oC C不不发发脆脆,-252,-252o oC C力力学学性性能能好好),),介介电性、耐辐射性、不燃性优良电性、耐辐射性、不燃性优良合成：合成：二元酸酯二元酸酯四元胺四元胺P143PBI的热失重曲线的热失重曲线N2空气空气玻璃纤维增强的玻璃纤维增强的PBI树脂复合材料的力学性能树脂复合材料的力学性能复合材料的高温弯曲强度复合材料的高温弯曲强度3.3.氰酸酯树脂氰酸酯树脂树树脂脂的的分分子子结结构构中中含含有有二二个个或或二二个个以以上上的的氰氰酸酸酯
8、酯官官能能团团的的，在在热热或或催催化化剂剂作作用用下下进进行行三三环环化化反反应应，生生成成含含有三嗪环的体型结构大分子有三嗪环的体型结构大分子氰氰酸酸酯酯固固化化物物：TgTg（240-290240-290o oC C），介介电电损损耗耗角角正正切切值值低低（0.002-0.0080.002-0.008），力力学学性性能能好好，吸吸水水率率低低，成成型时收缩率低，型时收缩率低，177177o oC C固化且无小分子放出固化且无小分子放出单体的合成：单体的合成：氰酸酯树脂的固化机理：氰酸酯树脂的固化机理：金金属属盐盐和和酚酚催催化化固固化化。金金属属离离子子将将氰氰酸酸酯酯分分子子聚聚集集在
9、在周周围围，酚酚羟羟基基与与金金属属离离子子周周围围的的氰氰酸酸酯酯经经亲亲核核加加成成生生成成亚亚胺胺碳碳酸酸酯酯，继继续续与与两两个个氰氰酸酸酯酯加加成成，最最后后闭闭环环脱脱去一个分子形成三嗪环去一个分子形成三嗪环酚酚,有有机机金金属盐催化属盐催化氰酸酯树脂与其他树脂的力学性能比较氰酸酯树脂与其他树脂的力学性能比较氰酸酯树脂的介电性能氰酸酯树脂的介电性能4.4. 聚苯乙烯吡啶聚苯乙烯吡啶(PSP)(PSP)树脂树脂耐耐高高温温的的热热固固性性树树脂脂, ,高高温温下下力力学学性性能能和和加加工工工工艺艺都都较较好好, ,燃燃烧烧时时毒毒性性低低( (降降解解产产物主要是二氧化碳物主要是二
10、氧化碳) )合成合成: :2，4，6-三甲基吡啶三甲基吡啶 芳香二醛芳香二醛高温固化高温固化: :200200o oC C固化固化: :固化条件对固化条件对PSP树脂性能的影响树脂性能的影响5.5. 苯并环丁烯苯并环丁烯 (BCB)(BCB)树脂树脂合成合成: :4-羧基苯并环丁烯羧基苯并环丁烯4，4-二氨基二苯甲烷二氨基二苯甲烷1，3-二氨基二氨基-4，6-二羟基苯二羟基苯合成全碳氢二苯并环丁烯合成全碳氢二苯并环丁烯: :二乙烯基苯二乙烯基苯 二溴代苯二溴代苯合成合成1,2-1,2-二二(4-(4-苯并环丁烯苯并环丁烯) )乙烷乙烷: :合成与炔基连接的二苯并环丁烯乙烷合成与炔基连接的二苯并
11、环丁烯乙烷: :苯并环丁烯树脂的性能苯并环丁烯树脂的性能: :热热变变形形温温度度高高, ,玻玻璃璃化化温温度度高高, ,吸吸湿湿率率低低, ,复复合合材材料料成成型型工工艺艺性性好好, ,固固化化时时无无小小分分子子放放出出, ,作作高高性性能复合材料的基体能复合材料的基体. .苯并环丁烯树脂固化物的性能苯并环丁烯树脂固化物的性能6.6. 聚醚醚酮聚醚醚酮(PEEK)(PEEK)对苯二酚对苯二酚4,4-4,4-二氟苯酮二氟苯酮性性能能：半半结结晶晶性性聚聚合合物物, ,最最高高结结晶晶度度48%48%；重重均均相相对对分分子子质质量量(2.3-3.5)10(2.3-3.5)104 4；吸吸水
12、水率率0.15%0.15%；热热稳稳定定性性好好，熔熔点点334334o oC C，Tg Tg 143143o oC C，热热变变形形温温度度160160o oC C，200200o oC C以以下下使使用用寿寿命命长长达达50000h50000h；韧韧性性好好，断断裂裂延延伸伸率率大大于于40%40%；化化学学稳稳定定性性；阻阻燃燃性性好好；介介电电性能好性能好用途：用途：高性能复合材料的基体树脂高性能复合材料的基体树脂7.7. 聚砜（聚砜（PSFPSF）和聚芳醚砜）和聚芳醚砜双酚双酚A A型聚砜型聚砜非双酚非双酚A A型聚砜型聚砜聚芳醚砜聚芳醚砜聚砜的合成聚砜的合成聚芳醚砜的合成聚芳醚砜的
13、合成二氯二二氯二 苯基砜苯基砜双酚双酚A的碱金属盐的碱金属盐芳磺酰氯芳磺酰氯聚砜的性能聚砜的性能非非结结晶晶聚聚合合物物；熔熔融融加加工工性性好好；耐耐氧氧化化性性好好；耐耐辐辐射射性性好好；热热稳稳定定性性好好， Tg Tg 143143o oC C，热热变变形形温度温度175175o oC C；柔韧性好，机械强度高；柔韧性好，机械强度高三种商品聚砜的性能三种商品聚砜的性能8.8. 聚苯醚（聚苯醚（PPOPPO）合成合成(2)氧化法氧化法（1）4-溴溴-2，6-二甲基酚氧银盐聚合法二甲基酚氧银盐聚合法性质性质白白色色无无定定形形粉粉末末，密密度度1.06g/cm1.06g/cm3 3，相相对
14、对分分子子质质量量6000-120006000-12000；耐耐热热性性好好，软软化化点点高高于于300300o oC C，Tg Tg 215215o oC C，热热变变形形温温度度190190o oC C，热热分分解解温温度度350350o oC C以以上上，在在120120o oC C下下长长期期使使用用；耐耐水水性性好；吸湿率低；尺寸稳定性好好；吸湿率低；尺寸稳定性好9.9. 聚苯硫醚（聚苯硫醚（PPSPPS）耐耐腐腐蚀蚀性性、耐耐热热性性、耐耐蠕蠕变变性性、与与增增强强材材料料的的黏黏合合性性、介介电电性性、阻阻燃燃性和加工性能好；性和加工性能好；240240o oC C下长期使用下长期使用PPS的物理性能的物理性能PPS膜塑料的性能膜塑料的性能10.10. 聚（苯基硅烷聚（苯基硅烷- -二乙炔基苯）二乙炔基苯）聚（苯基硅烷聚（苯基硅烷-1-1，3-3-二乙炔基苯）（二乙炔基苯）（MSPMSP）合成合成苯基硅烷苯基硅烷间二乙炔基间二乙炔基 苯苯苯基二氯硅烷苯基二氯硅烷性能性能MSP树脂的性能树脂的性能Southwest UniversityClick to edit company slogan .
