聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、隨著航天航空等特殊領(lǐng)域的快速發(fā)展,要求芯層材料具有更高的強(qiáng)度、剛度和耐熱性。而通用泡沫塑料(如PE、PP等)耐熱強(qiáng)度差,高溫形變使得夾層結(jié)構(gòu)的尺寸穩(wěn)定性遭到破壞,不能滿足上述領(lǐng)域的使用要求。聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫塑料作為新型高性能泡沫塑料之一,它所具有的強(qiáng)度和耐熱性是現(xiàn)有泡沫塑料中最高的。目前國(guó)內(nèi)在上述領(lǐng)域使用的PMI泡沫塑料主要是從德國(guó)進(jìn)口,價(jià)格昂貴。為了打破長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面,降低成本,研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PMI泡沫塑料刻

2、不容緩。
　　本文采用自由基預(yù)聚體法制備了PMI泡沫塑料。研究了配方中各組分對(duì)PMI泡沫塑料質(zhì)量的影響,確定了各組分的用量范圍和制備PMI泡沫塑料的基本配方。通過(guò)傅里葉轉(zhuǎn)變紅外光譜分析(FTIR)、差示掃描量熱法(DSC)和熱重分析(TG)對(duì)PMI泡沫塑料分子結(jié)構(gòu)熱轉(zhuǎn)變進(jìn)行了研究;利用掃描電鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡對(duì)PMI泡沫塑料泡孔的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察;對(duì)PMI泡沫塑料的機(jī)械性能和熱性能進(jìn)行了測(cè)試;討論了發(fā)泡工藝和密度對(duì)PMI泡

3、沫塑料分子結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　結(jié)果表明:通過(guò)丙烯腈(AN)58~50份、甲基丙烯酸(MAA)42~50份、偶氮二異丁腈(ABIN)0.25~0.45份、丙烯酰胺(AM)2份、甲酰胺2~8份、碳酰胺0.5份組成的配方能夠制備出質(zhì)量輕、性能較高的PMI泡沫塑料。在許可范圍內(nèi),調(diào)節(jié)發(fā)泡劑用量和發(fā)泡溫度可制得密度不同的輕質(zhì)PMI泡沫塑料,且隨發(fā)泡劑用量和發(fā)泡溫度的提高密度減小。BMI可用作制備高密度PMI泡沫塑料的密度控制劑,密度隨B

4、MI用量的增加而大幅度提高。少量交聯(lián)劑的加入可使PMI泡沫產(chǎn)生一定的交聯(lián)結(jié)構(gòu),可有效提高PMI泡沫塑料的一些物理機(jī)械性能。碳酰胺具有良好的成核作用,能有效減小泡沫泡孔孔徑,使泡孔分布更均勻,可作為制備PMI泡沫塑料的成核劑。高溫發(fā)泡和熱處理過(guò)程中,PMI泡沫塑料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變,形成了一系列的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)。PMI泡沫塑料的閉孔率高達(dá)100％,各向同性,具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性能和成型加工性能,是夾層結(jié)構(gòu)選用的理想芯層材料