梁国正-双马来酰亚胺树脂改性及应用项目介绍

双马来酰亚胺树脂改性

西北工业大学2005年4月1双马来酰亚胺树脂BismaleimideResin（BMI）23突出的耐热、耐湿热性良好的力学性能优良的介电性能良好的工艺性耐辐射、耐化学品双马来酰亚胺树脂的优点4

应用领域电器绝缘材料：耐高温浸渍漆（溶剂型和无溶剂型）、层压板、覆铜板、模压塑料等耐磨材料：金刚石砂轮、重负荷砂轮、刹车片、耐高温轴承粘合剂等。

航空结构材料航天结构材料

功能材料

其它方面

5高熔点结晶固体普通溶剂中溶解性差熔融后即聚合固化物脆性大双马来酰亚胺树脂的缺点高性能树脂应用的瓶颈6国内外研究现状

国内外在BMI改性方面进行了以下几个方面的研究工作：橡胶及热塑性树脂改性BMI二元胺改性BMI二元胺＋环氧树脂改性BMI几种不同结构BMI树脂的共聚7我们的主要工作新型韧性马来酰亚胺树脂的分子设计与制备新型烯丙基系列化合物的分子设计与制备高性能复合材料树脂基体的研究8

新型韧性马来酰亚胺树脂的

分子设计与制备双马来酰亚胺树脂工艺性差、韧性低的原因是结构规整性好、分子链刚性大、交联密度高。双马来酰亚胺树脂改性的思路就是破坏结构规整性、引入柔性链锻、降低交联密度。我们合成了8种不同结构的韧性双马来酰亚胺树脂9取代型马来酰亚胺树脂1011

甲基取代BMI是由取代酸酐和二元胺合成而得，由于取代基的引入破坏了BMI的结构规整性使其结晶性变差，熔点大幅度下降，溶解性提高，树脂固化物的韧性得到改善12环氧型双马来酰亚胺树脂

环氧型双马来酰亚胺树脂综合了环氧树脂的粘附力强和双马来酰亚胺树脂耐热性高的特点，且成型工艺性良好，软化点在40－80℃，可以溶解在丙酮溶剂中。131415本征共聚增韧型马来酰亚胺树脂

16171819202122取代基、烯丙基的引入使双马来酰亚胺树脂的结构规整性受到破坏而具有低的熔点和良好的溶解性；结构中的取代基、醚键、烯丙基与酰亚胺环的加成反应产物赋予树脂高的韧性，但又不会影响其耐热性；根据不同性能（如工艺性、耐热性、强度和韧性）的要求可通过调整取代基、烯丙基、马来酰亚胺环的含量与配比进行分子设计23新型烯丙基系列化合物的

分子设计与制备烯丙基苯基化合物在常温下为液体，与双马来酰亚胺树脂共聚所得预聚物稳定、易溶、粘附性好，固化物坚韧、耐热、耐湿热并且有良好的电性能和机械性能。我们针对不同的使用要求和应用领域，运用分子设计原理，采用具有不同性能特点的分子骨架作为主链结构，创造性地制备出了性能各具特色的4类22种系列化新型烯丙基化合物。24二烯丙基双酚A2526

二烯丙基双酚A在常温下为琥珀色粘稠状液体，粘度10－15Pas，它是BMI改性中应用最多的一种。它与BMI共聚所得预聚物软化点低，溶解性良好，可以溶解在丙酮溶剂中，树脂固化物具有良好的力学性能和耐热性27二烯丙基双酚S28

二烯丙基双酚S的工艺性和物理性能与二烯丙基双酚A相当，它突出的特点是由于砜基的存在使得固化树脂的耐热性得到大幅度提高，其Tg》300℃，热分解温度大于450℃29用于BMI改性的活性稀释剂30

BMI的不足之处是熔体的粘度较大，烯丙基甲酚的粘度很小，它是改性BMI体系中比较理想的活性稀释剂。31环氧型烯丙基系列化合物

以具有不同结构特点的环氧树脂为主链结构，综合了环氧树脂优异的黏附性和力学性能及普通烯丙基树脂(二烯丙基双酚A)改性双马来酰亚胺树脂的优点。3233环氧型烯丙基系列化合物3435含胺型烯丙基系列化合

该类烯丙基化合物以不同的有机胺为主链结构，除具有二烯丙基双酚A的特点外，还兼具低粘度和催化特性。3637酚醛型烯丙基系列化合物

该类烯丙基化合物以具有不同结构特点的酚醛树脂为主链结构，具有优异的耐热和耐烧蚀性。383940含硼型烯丙基系列化合物

该类烯丙基化合物含有硼元素，其改性双马来酰亚胺树脂具有更突出的耐热性和耐烧蚀性。41424344应用产品研制出了四种改性BMI树脂4501A、HY2001、JB2001、4503A等，它们可以和各种纤维制成高性能的复合材料4501A、HY2001、JB2001具有优异的成型工艺性，软化点较低（为35－45℃），可以任意比例与丙酮混溶。它们主要适应于真空袋压、模压、热压罐等成型工艺4503A适用于树脂传递模塑工艺（RTM）成型复合材料，它在室温下的粘度低（0.4Pa.s），工作期长(>48h),可以室温压铸成型复合材料。固化树脂的Tg>250℃454501A固化树脂的性能密度1.21g/cm3冲击强度14.5kJ/m2拉伸强度73MPaHDT268℃拉伸模量3.67GPaTg274℃断裂伸长率2.02%Tdi，425℃弯曲强度120MPa吸水率3.2%ε(10GHz)3.3tgδ(10GHz)0.011464503固化树脂的性能

密度，g/cm31.21

拉伸强度，MPa71.2

拉伸模量，GPa3.5

断裂伸长率，%1.85弯曲强度，MPa82.6

冲击强度，kJ/m27.9HDT，℃215