复合材料高性能树脂(自学).ppt

第八章 高性能树脂8.1 聚砜和聚芳醚砜n双酚A型聚砜（简称聚砜）n非双酚A型聚砜（聚芳砜，PASF）Polysulfone PSF，PSUn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：u 能在－100~150℃ 长期使用（短期使用温度190 ℃ ）u 热稳定性高u 力学性能优异 ，即使在高温下也保持优良的机械性能u 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 n非双酚A型聚砜n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：Ø半结晶性聚合物，最高结晶度48％Ø良好的热稳定性（HDT：160oC）ØTg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％）Ø韧性极好，断裂延伸率大于40％Ø优良的化学稳定性、阻燃性、介电性及力学性能等成型方法成型方法：：注塑、挤出、层压、纺丝、制膜等注塑、挤出、层压、纺丝、制膜等。

加工温度：加工温度：370370℃℃～～399399℃℃ ））n软化点300℃以上n耐水性好，吸湿率低n较好的耐热性（HDT：190℃ ；Td：350℃ 以上，可在120℃ 下长期使用）8.38.3 聚苯醚（聚苯醚（PPOPPO））n合成：二氯苯和硫化钠为原料 8.4 聚苯硫醚（PPS）n特点：Ø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 ）Ø优良的热稳定性，可在240℃下长期使用 Ø在空气中对PPS进行热处理使它发生交联Ø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（Polyimide，PI）n基本结构u 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u长期使用温度可达250oC以上 n分类：加聚型PI；缩聚型PI； 热塑性PI热固 性n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）u 聚酰胺酸不稳定，必须在干 燥和冷冻的条件下保存 u 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 n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性物质放出 热固性树脂双马来酰亚胺（BMI）树脂n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 n 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n固化ØBMI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；Ø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；Ø在催化剂或热作用下也可以发生自聚反应 n固化物性能ü优良的耐热性 ü较高的强度和模量 ü脆性大（交联密度高、分子链刚性大） 聚合物基体的作用聚合物基体的作用①将纤维粘合成整体并使纤维位置固定；②在纤维间传递载荷，并使载荷均衡;③基体保护纤维保护纤维免受各种损伤基体决定复合材料成型工艺方法成型工艺方法以及工艺参数选择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高温使用性能、横横向性能向性能、剪切性能剪切性能、耐介质性能耐介质性能等。

此外，基体对复合材料的另外一些性能也有重要影响，如纵向拉伸纵向拉伸、尤其是压缩性能压缩性能，疲劳性能疲劳性能，断裂韧性断裂韧性等聚合物基体的选择聚合物基体的选择对聚合物基体的选择应遵循下列原则遵循下列原则：① 能够满足满足产品的使用需要使用需要如使用温度使用温度、强度强度、刚度刚度、耐药品性耐药品性、耐腐蚀性耐腐蚀性等 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提高FRPFRP力学性能力学性能 ② 对纤维具有良好的浸润性浸润性和粘接力粘接力；③ 容易操作容易操作，如要求胶液胶液具有足够长的适用期足够长的适用期、预浸预浸料料具有足够长的贮存期足够长的贮存期、固化收缩率小等④ 低毒性低毒性、低刺激性低刺激性⑤ 价格合理价格合理 聚合物基体的选择聚合物基体的选择。