聚酰亞胺齊聚物改性環(huán)氧樹(shù)脂及其復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、基體樹(shù)脂作為復(fù)合材料的連續(xù)相，對(duì)復(fù)合材料的綜合性能起到了決定性作用。環(huán)氧樹(shù)脂雖然具有較好的粘接性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性，但其脆性大、吸水率高，難以滿足高性能復(fù)合材料基體樹(shù)脂的要求，故需對(duì)其進(jìn)行改性。聚酰亞胺材料具有優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)性能，使用聚酰亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂，可以綜合兩者優(yōu)點(diǎn)，得到高韌性耐高溫基體樹(shù)脂。但聚酰亞胺難熔難溶，與環(huán)氧樹(shù)脂共混性能不好，容易發(fā)生相分離。活性基團(tuán)封端聚酰亞胺齊聚物不但具有聚酰亞胺的優(yōu)異性能，而且溶解性能良好，化

2、學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，其不僅可以有效的改性環(huán)氧樹(shù)脂得到基體樹(shù)脂，而且通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，還可以制備得到各種性能差異的基體樹(shù)脂。
　　 本課題工作主要分為四部分:
　　 一、2，2-雙[4-（3-羧基酞酰亞胺基苯氧基）苯基]丙烷(CIBAPP)的合成及表征。
　　 二、CIBAPP改性E-51環(huán)氧樹(shù)脂的制備與性能研究。
　　 三、CIBAPP改性TGDDM環(huán)氧樹(shù)脂的制備與性能研究。
　　

3、 四、高性能復(fù)合材料的制備與性能研究。
　　 首先以2，2-雙[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷(BAPP)和偏苯三酸酐(TMA)為原料，在甲苯和N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)混合溶劑中合成了2，2-雙[4-（3-羧基酞酰亞胺基苯氧基）苯基]丙烷(CIBAPP)，使用FT-IR對(duì)其特征吸收峰進(jìn)行表征。
　　 使用不同量的新制CIBAPP溶液改性E-51環(huán)氧樹(shù)脂得到基體樹(shù)脂，并對(duì)其力學(xué)、吸水率、粘度、表觀活化能、表面能

4、等性能進(jìn)行測(cè)試。研究表明，CIBAPP的加入量的提高會(huì)降低反應(yīng)活化能，提高固化反應(yīng)速率;降低樹(shù)脂粘度;在一定范圍內(nèi)降低樹(shù)脂的表面能和吸水率。當(dāng)CIBAPP加入量為16phr時(shí)，基體樹(shù)脂拉伸剪切強(qiáng)度高達(dá)36.4MPa，適用期為750h，表觀活化能為43.3k J/mol，熱老化1000h后拉伸剪切保持率為86％，是一類性能優(yōu)異的基體樹(shù)脂。
　　 使用不同量的新制CIBAPP溶液改性多官能度環(huán)氧樹(shù)脂TGDDM，制得基體樹(shù)脂，對(duì)其力學(xué)

5、、吸水率、表觀活化能、表面能等性能進(jìn)行測(cè)試。研究表明，當(dāng)CIBAPP加入量為25phr時(shí)，基體樹(shù)脂的拉伸剪切強(qiáng)度為38.2MPa，適用期超過(guò)400h，表觀活化能為47.4kJ/mol，熱老化1000h后拉伸剪切保持率為86％，各項(xiàng)性能均較為優(yōu)異。
　　 選用力學(xué)性能最為優(yōu)異的兩基體樹(shù)脂，即CIBAPP加入量為16phr的改性E-51環(huán)氧樹(shù)脂和CIBAPP加入量為25phr的改性TGDDM環(huán)氧樹(shù)脂，制備成復(fù)合材料，并對(duì)其力學(xué)、電學(xué)

6、、表面能等性能進(jìn)行測(cè)試。研究表明，兩種復(fù)合材料均具有優(yōu)異的力學(xué)性能:抗彎強(qiáng)度分別達(dá)到609MPa和732MPa;良好的電氣性能:擊穿強(qiáng)度分別為33.7kV/mm和42.5kV/mm，體積電阻率分別1.1*1015Ω·cm和3.1*1015Ω·cm，相對(duì)介電常數(shù)分別為4.9和4.1;較好的疏水性，表面能分別為50.7 mJ/m2和47.0 mJ/m2，遠(yuǎn)小于水的表面能?？梢?jiàn)，以CIBAPP改性環(huán)氧樹(shù)脂作為基體樹(shù)脂，以玻璃布作為增強(qiáng)材料，可