热固性聚酰亚胺树脂研究进展

热固性聚酰亚胺树脂是目前耐温等级最高的基体树脂之一, 以其为基础的复合材料在航空航天等领域有着广泛的应用。 本文对热固性聚酰亚胺树脂的研究进行了系统的综述, 并对其未来的发展方向进行了展望。     

4-苯乙炔苯酐封端聚酰亚胺树脂的合成与性能研究

使用3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)、3,4′-二氨基二苯醚(3,4′-ODA)和反应性封端剂4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)合成了设计分子量为5000的系列苯乙炔基封端的聚酰亚胺低聚物,并使用XRD、DSC、TGA、FT-IR、DMA和流变仪等对低聚物的化学结构、热性能和熔体性能,固化后树脂的热性能和力学性能进行了测试.研究结果表明基于ODPA的低聚物具有低的熔体粘度和良好的熔体粘度稳定性,固化后的树脂具有很高的热失重温度,较高的玻璃化转变温度以及良好的力学性能尤其是高的断裂伸长率(>10%);基于BPDA的低聚物具有一定的结晶性,其结晶熔融温度与苯乙炔基固化交联温度相近,影响了材料的成型工艺性能.     

单氯代苯酐及其衍生物的合成方法研究进展

讨论了3(4)-氯代苯酐的主要合成方法以及它们的主要衍生物联苯二酐和二苯醚二酐等的合成方法和主要用途. 综合比较了各种合成方法的利弊, 并分析了这些化合物的国内外研究现状和发展趋势.     

引入不对称结构对聚酰亚胺模塑料加工性能的改善

采用联苯四酸二酐（BPDA）与4,4′-二胺基二苯醚(4,4′-ODA)和3,4′-二胺基二苯醚(3,4′-ODA)聚合后,经亚胺化,制备了一系列二胺不同配比的高强度易加工的聚酰亚胺模塑料。 并对其流变性能、力学性能及热学性能进行测试。 结果表明,随着3,4′-ODA含量的增加模塑料的冲击强度没有大的改变,而流变性能随3,4′-ODA含量的增加而提高,w(3,4′-ODA)在50%时,玻璃化转变温度为275 ℃,材料的冲击强度为141 kJ/m2。 模压压力为20 MPa时加工性能优异。     

乙炔基封端聚酰亚胺增韧改性的相结构

以双酚A二醚二酐(BPADA)和3乙-炔苯胺(APA)为原料,通过两步法合成一种热固性可交联的聚酰亚胺预聚体.将此预聚体分别与不同结构的热塑性聚酰亚胺(PI)共混,对其进行增韧改性,通过调控热塑性聚酰亚胺的质量分数,引入结构相似且含有更多柔性基团的热塑性聚酰亚胺(如含有醚键和对称甲基结构的二酐),得到了热固/热塑性聚酰亚胺复合膜.利用差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对该体系的相分离结构和相容性进行研究,并讨论其机械性能和热性能.结果表明,相分离结构使体系的机械性能得到改善,同时也保持了原有的优异热性能.     

异构化对二苯醚二酐/二苯醚二胺聚酰亚胺结晶行为的影响

合成了一系列基于4,4-′ODPA,3,4-′ODPA以及3,3-′ODPA 3种异构二苯醚二酐单体的异构聚酰亚胺,以苯酐(PA)作为封端剂来控制分子量.用DSC和WAXD为主要手段研究了这几种异构聚酰亚胺的结晶行为.研究发现聚酰亚胺4,4-′ODPA/ODA(二苯醚二胺)在分子量较低的情况下能够在热处理,退火或剪切作用下结晶.并且升高热处理温度和延长热处理时间有利于结晶的完善,在玻璃化温度以上施加剪切能够加速聚酰亚胺的结晶.而对于其他的两种异构体3,4-′ODPA/ODA以及3,3-′ODPA/ODA无论是经过热处理还是施加外力剪切都未能使其结晶.     

基于乙炔基-苯并噁嗪单元双重交联反应的聚酰亚胺树脂的制备与性能

为开发可低温固化的聚酰亚胺树脂, 通过分子结构设计将苯并噁嗪单元引入聚酰亚胺树脂中, 合成了含苯并噁嗪单元及乙炔基封端的双官能化新型聚酰亚胺预聚体(PIBzA). 经高温处理, 苯并噁嗪单元发生开环交联, 同时, 乙炔基端基发生三聚成环反应, 从而在固化树脂中形成双重交联网络结构. 苯并噁嗪单元的引入使聚酰亚胺树脂最快固化反应温度降低约32 ℃, 有效降低了固化温度. 同时, 苯并噁嗪单元的引入未大幅度降低树脂的耐热稳定性, 其玻璃化转变温度(T_g)介于266~290 ℃之间, 5%热失重温度(T_d,5%)接近500 ℃, 依然可以满足耐高温复合材料的应用需求. 此外, PIBzA固化树脂具有低介电特性, 其介电常数k介于2.3~3.0, 介电损耗介于0.002~0.008, 可满足透波复合材料及先进微电子封装材料的应用需求.     

氰酸酯树脂改性热固性丁苯树脂的固化及其动力学

利用傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)和差示扫描量热法(DSC)研究了氰酸酯树脂改性热固性丁苯树脂的固化反应特性及其动力学.以温度-升温速率外推法计算得到固化反应起始温度(Ti0)、峰顶温度(Tp0)和终止温度(Tf0)分别为414.2、444.5、460.6 K,对改性树脂的固化过程进行优化.采用Freeman-Ca...     

4-苯乙炔基苯胺封端聚酰亚胺树脂的合成与性能研究

使用4-苯乙炔基苯胺(4-PEA)作为反应性封端剂,和3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA),3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA),1,4-双(4′-氨基-2′-三氟甲基苯氧基)苯(BTPB)和3,4′-二氨基二苯醚(3,4-′ODA)反应合成了系列4-苯乙炔基苯基封端的聚酰亚胺低聚物,对低聚物的化学结构、热性能和熔体粘度以及固化后树脂的热性能等进行了研究.实验结果表明,低聚物均具有一定的结晶性,含有ODPA的聚酰亚胺低聚物较之含有BPDA的低聚物具有更低的熔体粘度,且出现最低熔体粘度的温度更低;固化后的树脂表现出良好的热性能,含有BPDA的树脂具有更高的玻璃化转变温度;系列低聚物中二胺单体的比例对于低聚物的熔体粘度和固化后树脂的热稳定性有一定影响.     

双酚F型聚酰亚胺薄膜的制备与性能

以4-氯代酞酰亚胺和双酚F为原料,在N,N′-二甲基乙酰胺溶剂中,经水解、酸化、脱水,合成了一种新型的双酚F型二酐(BPFDA)单体,并用1H NMR和IR测试方法确认了其结构。 采用传统的一步法,用N,N′-二甲基乙酰胺作溶剂,BPFDA分别与4,4′-二氨基二苯醚（ODA）和4,4′-二氨基二苯甲烷（MDA）聚合,得到聚酰胺酸,并进一步热亚胺化得到聚酰亚胺薄膜,并对其进行了表征。 结果表明,BPFDA/ODA薄膜和BPFDA/MDA薄膜的玻璃化转变温度分别为200和204 ℃; 热失重分析表明,质量损失5%的温度分别为506.50和459.10 ℃;其拉伸强度分别为110和100 MPa。     

以2-苯基-4,4'-二氨基二苯醚为基础的热固性聚酰亚胺树脂及其复合材料

以2-苯基-4,4'-二氨基二苯醚(p-ODA)、异构二苯醚二酐(ODPA)和苯乙炔基苯酐(PEPA)为原料,通过两步法合成了聚合度分别为1,2和3的酰亚胺树脂低聚物,并通过模压成型法制备了单向碳纤维增强的聚酰亚胺复合材料.表征了酰亚胺树脂低聚物的溶解性、熔体黏度及其固化物聚酰亚胺树脂的热性能,结果表明,聚酰亚胺树脂具有良好的溶解性,在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、四氢呋喃(THF)及1,4-二氧六环等溶剂中的溶解度大于30%;所有酰亚胺树脂低聚物的最低熔体黏度均在10 Pa·s以下,具有良好的成型工艺性;聚酰亚胺树脂具有良好的热性能,玻璃化转变温度(Tg)最高可达300℃,5%热失重温度(T5%)最高可达545℃,碳纤维增强聚酰亚胺复合材料PIC-4,4'-ODPA-2具有最佳的高低温力学性能.     

含硅芳香二酐的合成及其聚酰亚胺

从4-溴-l，2-二甲苯出发，经过三步反应合成了双-（3，4-苯二甲酸酐)二甲基硅烷单体，总产率为24．7％；由该单体与4，4′-二氨基二苯醚共聚合，经环化脱水反应得含硅聚酰亚胺，并对该共聚物进行了初步表征。     

含侧链苯炔基的热固性聚酰亚胺薄膜

聚酰亚胺;苯炔基;热稳定性;玻璃化转变温度;力学性能     

芳基乙炔预聚物流变性能研究

用L－90流变仪研究了芳基乙炔预聚物的流变性能。结果表明：在所研究的温度范围内,芳基乙炔聚物流体为牛顿流体,其粘度随温度增加而降低,粘流活化随预聚物分子量的增加而增加。预聚物在室温存储过程中粘度逐渐增加;在60－80℃恒温90min其粘度变化不大。     

Rheological Behavior Investigation of Concentrated Coal-Water Suspension

The Haake rheometer is used to determine the rheological property of coal-water suspension (CWS) made up from Datong coal, and the obtained rheological curves are fitted using power-law, Binghamplastic, Herschel-Bulkley, Casson, and Sisko models, respectively. The fitted parameters indicate that the Herschel-Bulkley model has the maximum correlation coefficient of all the rheological models, so the Herschel-Bulkley model is selected to study the rheological property of the prepared CWS. By means of the Herschel-Bulkley model, the effects of coal concentration, dispersant dosage and electrolyte addition on rheological property of CWS are studied. The results show that CWS with higher coal concentration tend to be pseudoplastic behavior, and CWS prepared using excessive dispersant show shear-thickening flow characteristic. The addition of high-valence cationic electrolyte increase the yield value and the pseudoplastic behavior of CWS, while the addition of anionic adjusting agent decrease the yield value of CWS, and the CWS tend to be shear-thickening flow characteristic.     

紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的流变行为

合成了一系列紫外光因化聚氨酯丙烯酸酯聚合物,研究了分子量、原料配比、反应方式、含水量、溶剂等对其流变行为的影响。实验表明,控制剂聚物分子量,干燥原料,以ＨＥＡ先与异氰酸酯反应的加料方式合成的树脂,流动性较好。在此基础上合成了较好流动性和光固化性能的蓖麻油紫外光固化树脂。