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聚醚酰亞胺影響環(huán)氧樹脂性能的主要因素
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http://china-zesir.com 發(fā)稿日期:2008-3-20
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復(fù)合材料由于質(zhì)量輕且具有比一般金屬材料高的比強(qiáng)度、比模量，熱固性樹脂特別是環(huán)氧樹脂通常用作復(fù)合材料基體樹脂，對基體樹脂進(jìn)行增韌改性是提高復(fù)合材料的性能的關(guān)鍵措施之一。上世紀(jì)80年代初首次報道用Ulteml000R聚醚酰亞胺(PEI)改性環(huán)氧樹脂的研究：李善君等合成了一系列與環(huán)氧樹脂具有良好相容性的結(jié)構(gòu)新穎的可溶性聚醚酰亞胺PEI，在EPOn-828和TGD-DM環(huán)氧樹脂體系中取得了非常優(yōu)異的增韌效果，材料斷裂能提高5倍、模量和玻璃化溫度維持不變。那么聚醚酰亞胺到底如何影響環(huán)氧樹脂性能？專家從化學(xué)結(jié)構(gòu)和使用數(shù)量2個方面進(jìn)行了介紹。
關(guān)于聚醚酰亞胺化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響，專家以4種不同主鏈結(jié)構(gòu)的聚醚酰亞胺改性了4，4’-二氨基二苯甲烷四縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(TG-DDM，環(huán)氧值為0.66)和4，4’-二氨基二苯砜(DDS)固化體系，雙酚A二醚酐(BISA-DA)與4種不同結(jié)構(gòu)的二胺合成聚醚酰亞胺。觀察以20%聚醚酰亞胺(PEI)與TGDDM/DDS(40%)共混物在150%固化5 h后導(dǎo)致共混物呈現(xiàn)不同的相結(jié)構(gòu)，結(jié)果TGDDM/PID共混物的斷裂面如有褶皺的絲綢(A)，經(jīng)CH2Cl2刻蝕也未發(fā)現(xiàn)兩相結(jié)構(gòu)，表明共混物在固化反應(yīng)過程中并未發(fā)生相分離；TGDDM/PIM共混物顯示PIM粒子分散在環(huán)氧樹脂連續(xù)相中(B)；而PIP改性的環(huán)氧樹脂為雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，深色的環(huán)氧富集相中有PIP的粒子分散其中，淺色的聚醚酰亞胺富集相是相反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(C)；TGDDM/PIB共混物為相反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(D)，環(huán)氧形成粒子被聚醚酰亞胺的連續(xù)相所包圍。上述結(jié)果表明，聚醚酰亞胺的主鏈結(jié)構(gòu)對改性體系相結(jié)構(gòu)有顯著影響，PIP改性TGDDM體系具有雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)。
聚醚酰亞胺用量不僅對改性體系相結(jié)構(gòu)有影響，且對其力學(xué)性能有顯著影響。以PIM聚醚酰亞胺改性雙馬來酰亞胺BMI/DBA為例(BMI是4,4’-雙馬來酰亞胺基二苯甲烷，DBA是0，0’-二烯丙基雙酚A)，專家了聚醚酰亞胺用量，對PIM/BMI改性體系相結(jié)構(gòu)的影響和對改性材料力學(xué)性能的影響。加入5%PIM后改性體系的斷裂能較純雙馬樹脂有所升高，加入10%及15%PIM的改性體系斷裂能有顯著的增大。在PIM 15%改性體系斷裂能增大了2倍多，而改性材料彎曲模量略有下降�？梢娋勖氧啺酚昧康脑龃笥欣诓牧享g性的升高。改性雙馬樹脂體系的相結(jié)構(gòu)隨聚醚酰亞胺用量而變化，5%時所得為PIM分散粒子相結(jié)構(gòu)，10%時形成雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)，15%以上導(dǎo)致相反轉(zhuǎn)，聚醚酰亞胺作為連續(xù)相和力學(xué)強(qiáng)度支撐相，有利于力學(xué)性能的大幅度提高，使斷裂韌性得以提高。 - ■ 與【聚醚酰亞胺影響環(huán)氧樹脂性能的主要因素】相關(guān)新聞
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