聚酰亞胺低聚物及其高性能基體樹脂的制備.pdf

1、環(huán)氧樹脂是一種多官能交聯(lián)聚合物,具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性、力學性能、熱學性能、電絕緣性及粘接性能,它能夠粘接玻璃、金屬等多種基材,且固化后具有較低的收縮性能使擁有其良好的焊接性能。
　　為了滿足在物理機械性能上的特殊要求,環(huán)氧樹脂常常與固化劑配合使用。然而,環(huán)氧樹脂由于其內部結構原因存在較大的脆性,不足以吸收并分散壓力,使其在航空航天等需要較大耐沖擊性及抗斷強度的領域的應用受到了較大限制。因此,在保持其原有的高模量、高玻璃化轉變溫度

2、、低成本的基礎上降低環(huán)氧樹脂的介電常數(shù),開發(fā)出制備高韌性環(huán)氧樹脂的方法,將會擴大環(huán)氧樹脂的應用領域。本論文采用含有活性羧基與羥基官能團的聚酰亞胺低聚物與兩種環(huán)氧樹脂(雙官能團環(huán)氧和四官能環(huán)氧)混合,旨在研究酰亞胺類低聚物與兩樹脂的兼容性及其對所制備而成的基體樹脂性能的影響。
　　本論文主要分成四個部分:1)采用本胺鹽酸鹽為催化劑合成DAHTM單體,并對其進行表征;2)制備CIDAHTM和CIBAPP聚酰亞胺低聚物,并對其進行表征;

3、3)通過在環(huán)氧樹脂中加入聚酰亞胺低聚物制備高性能基體樹脂,并對其性能進行研究;4)采用改性E51及TGDDM兩種環(huán)氧樹脂制備玻璃纖維增強復合材料,并對其性能進行研究。首先,采用苯胺與對羥基苯甲醛為原材料,以苯胺鹽酸鹽為催化劑進行縮合反應合成DAHTM單體,之后通過紅外光譜、熔點等手段對其進行表征。采用DAHTM及BAPP分別與TMA進行兩步縮聚反應制備CIDAHTM及CIBAPP酰亞胺類低聚物,紅外光譜表征證明亞胺化完全。將本論文所制備

4、的酰亞胺類低聚物,按不同的比例加入到E51與TGDDM環(huán)氧樹脂中對其進行改性。其中樣P-EP1、樣P-EP2、樣P-EP3和樣P-EP4為CIDAHTM低聚物改性環(huán)氧樹脂,樣P-EP5.P-EP6.P-EP7.P-EP8和P-EP9為CIBAPP低聚物改性環(huán)氧樹脂。采用固狀CIDAHTM酰亞胺類低聚物改性的環(huán)氧樹脂的活化能為54.8~64.1kJ/mol,吸水率為1.4%~1.8%,表面能為44.8~45.9mJ/m2,拉伸剪切強度為1

5、0.7~24.6MPa。以液狀CIDAHTM聚酰亞胺低聚物改性的環(huán)氧樹脂的活化能為38.9~53.8kJ/mol,吸水率為2.6%,表面能為48.9~61.5mJ/m2,拉伸剪切強度為2.8~11.7MPa。另外,采用液狀CIBAPP低聚物改性的基體樹脂樣品的活化能為46.0~54.2kJ/mol,吸水率為0.4%,表面能為43.6~53.3mJ/m2,拉伸剪切強度為17.8~33.3MPa。改性基體樹脂的性能測試結果表明:所有樣品的表

6、面能均小于水,說明該基體樹脂具有良好的疏水性;在85℃、85%RH的環(huán)境下,除了液狀CIDAHTM低聚物改性的環(huán)氧基體樹脂,其他樣品的吸水率均小于多數(shù)基體樹脂的平均吸水率(2%-3%)。這證明了聚酰亞胺低聚物提高了環(huán)氧樹脂的疏水性。采用CIBAPP改性的環(huán)氧樹脂具有最低的吸水率,且其力學性能好于用CIDAHTM酰亞胺類低聚物改性的環(huán)氧樹脂,相比之下證明,CIBAPP與雙官能環(huán)氧及四官能環(huán)氧的兼容性更好,且當E51與TGDDM以60:40