《高性能树脂》PPT课件.ppt

1、第六章高性能树脂的性能：高性能树脂通常具有耐高温、宽温度范围、阻燃性、尺寸稳定性、优异的机械性能、良好的耐辐射性、化学稳定性、耐湿性等。其中，耐高温是最重要的。耐高温树脂：耐高温树脂通常由主链上带有芳香杂环的聚合物组成。这种树脂也可以分为热固性和热塑性。聚合物的热稳定性：能在一定时间内保持其有用性质的温度或温度范围。研究聚合物热稳定性的方法包括热重分析、差热分析、热扭转等。聚酰亚胺(PI)，分类：聚酰亚胺可分为加成聚合型、缩聚型和热塑性型。它对热和氧化稳定，具有优异的抗辐射性能和良好的电气性能，是目前产量最大的耐热树脂。611缩聚型聚酰亚胺主要由芳香族二酐和芳香族二胺合成。首先合成可溶性聚酰胺

2、酸预聚物，然后环化成所需的聚酰亚胺。环化步骤可以通过加热或化学处理来完成。合成原理：由于聚酰胺酸的熔点接近环化反应的温度，沉淀显著影响其流动性，使其难以应用于成型和层压过程。此外，C型聚酰亚胺在环化过程中释放出挥发性物质，容易在产品中产生孔隙。因此，碳型聚酰亚胺很少用作复合材料的基体树脂，而是用作薄膜和涂层。通过选择不同的单体，可以制备出不同性能的c型聚酰亚胺。单体的化学结构对碳型聚酰亚胺的热氧化稳定性有影响。聚酰亚胺的一些缺点限制了它在复合材料中的应用。为了克服这些缺点，A型聚酰亚胺如双马来酰亚胺、降冰片烯封端的聚酰亚胺树脂、乙炔封端的聚酰亚胺等相继被开发出来。1.双马来酰亚胺树脂双马来酰亚

3、胺树脂由马来酸酐和芳香族二胺缩聚而成。双马来酰亚胺的分子末端含有活性双键，可以发生各种化学反应形成均聚物和共聚物，也可以作为交联剂，还可以与环氧树脂混合形成互穿网络结构。双马来酰亚胺树脂具有耐高温、耐辐射、耐湿热、易加工等特点，但固化后易脆。合成原理：凯咪达601，凯咪达6353，XU-292双马来酰亚胺。2降冰片烯封端的聚酰亚胺树脂Nadic酸酐是最早的封端单体之一。它与二氨基二苯甲烷或二氨基二苯醚、二苯甲酮四羧酸二酐或苯四酸二酐反应，生成末端带有降冰片烯端基的聚酰亚胺树脂。最重要的是美国宇航局路易斯研究中心开发的PMR树脂。PMR型树脂是由芳族四羧酸的二烷基酯、芳族二胺和二羧酸的单烷基酯制

4、备的甲醇或乙醇溶液。为了获得良好的加工性能和高耐热性，70年代开发了乙炔基封端的聚酰亚胺树脂。海湾石油化工公司销售的铝热剂600是代表性产品。预聚物的结构如下：3乙炔基封端的聚酰亚胺(API)，62聚芳醚酮，为半结晶聚合物。以4，4-二氟苯酮、对苯二酚、碳酸钠或碳酸钾为原料，二苯砜为溶剂合成聚醚醚酮。邦纳和戈德曼分别于1962年和1964年报道了聚芳醚酮。其中最重要的是聚醚醚酮，其结构式为：其反应式如下：聚醚醚酮的性能为：1。热变形温度为160，热稳定性好；2.聚醚醚酮是一种非常坚固的材料，具有优异的长期抗蠕变性；3.熔点以上的良好熔体流动性和热稳定性；4.出色的化学稳定性。除了一些强酸，如浓

5、硫酸和氯磺酸，结晶产品在室温下几乎可以经受所有的化学试验；5.良好的阻燃性。此外，聚醚醚酮还具有优异的电气性能、耐高温、耐化学腐蚀、耐辐射、高强度和易加工性。、63聚砜(PSF)和聚芳醚砜(PES)。聚砜定义聚砜是一种分子主链中含有砜基和芳香核的非晶态工程塑料。目前，聚砜主要有三种类型：普通的双酚A型聚砜(简称聚砜)，其结构如下：非双酚A型聚芳砜，其结构如下：聚砜是由二卤代二苯砜与双酚A型碱金属盐反应制得，其合成原理：其中X卤素和M碱金属在上述反应中起重要作用，活化卤素原子与双酚A型盐反应。它可以是熔融缩聚或溶液聚合。这样，可以获得具有良好线性的聚合物。聚芳醚砜：聚芳醚砜可以通过芳磺酰氯和芳烃

6、的反应来制备，它是由少量的路易斯酸如氯化铁、氯化锑或三氯化铟催化的。ArH2可以是联苯、二苯醚或萘，但不是二苯甲酮或二苯砜。因为和基团吸引电子，它降低了苯环结合和提供电子对的能力。聚砜聚合物的性能：优异的热和热氧化稳定性：机械强度高，抗蠕变性能突出，能在较宽的温度范围内保持稳定的机械强度；化学稳定性好，一般对无机酸、碱和盐溶液稳定，但不耐某些极性溶剂，如酮、卤代烃和芳烃。聚苯醚(PP0)是一种分子链上有链节的热塑性聚合物。制备方法：聚(2，6-二甲基-1，4-苯乙基)是由4-卤代-2，6-二甲基苯氧基银盐聚合而成。合成分为两步：首先制备银盐，然后聚合银盐；氧化法，用2，6-二甲基苯酚在铜-胺络

7、合物的催化下，以芳烃为反应介质，通入氧气，进行氧化偶联反应制备聚苯醚。聚合方法可分为沉淀聚合和溶液聚合。与沉淀法相比，溶液法具有产率高、催化剂脱除彻底、产品色泽和性能好等特点。但单体纯度较高(99%以上)。在缩聚过程中，严格控制反应条件是获得高相对分子质量和高收率的重要因素。其他因素，如氧气引入方式、反应温度、时间和搅拌速度，也对反应有显著影响。反应是放热的，在反应过程中应持续冷却。反应温度一般控制在30左右。聚苯醚聚苯醚的性能与其他塑料相比，密度低(1.06克/立方厘米)，线性膨胀系数最小。聚苯醚没有可水解基团，因此它具有优异的耐水解性、低吸湿性和良好的尺寸稳定性。聚苯醚的高玻璃化转变温度(

8、215)要求非常高的加工温度，并且聚苯醚在如此高的温度下容易氧化。另外，聚苯醚本身流动性差，加工困难，因此聚苯醚是一种聚苯乙烯改性产品。65聚苯硫醚(PPS)，定义：PPS是一种重要的聚芳硫醚，是分子链上带有苯硫基的热塑性聚合物。性能：聚苯硫醚具有优异的综合性能，包括耐高温、优异的化学稳定性、良好的刚性、抗蠕变性、对各种填料和增强材料的良好粘附性、精密注塑成型、优异的电气性能、固有的阻燃性和易加工性。66其他高性能树脂，6-6-1聚苯乙烯吡啶(PSP)在1970年被称为ONERA合成了一种新的杂环芳香聚合物称为PSP树指。它的低聚物是由芳香二醛和吡啶的甲基衍生物，特别是2，4，6三甲基吡啶合成的。通过限制反应时间，可以获得适用于浸渍各种纤维增强材料的液体树脂。通过延长反应时间，可以得到可溶于乙醇或乙醇-丙酮混合溶剂的固体，且只能溶于极性溶剂。PSP树脂可以在200固化，但为了获得最佳的工程性能，需要在250固化至少2小时。固化后的PSP树脂具有良好的热稳定性。因为PSP树脂为合成耐高温聚合物开辟了新的原料来源，而且其加工工艺好，成本高6-6-2聚苯并咪唑(PBI)，聚苯并咪唑聚合物是由芳香二酸衍生物和芳香四胺合成的，通过选择氩和氩可以制备不同性质的PBI聚合物。结构变化对PBl聚合物热稳定性的影响可以概括如下：咪唑环间脂肪族基团