聚酰亞胺樹脂指含有酰亞胺基團結(jié)構(gòu)的一類聚合物,它包括熱固性和熱塑性兩大類:熱固性聚酰亞胺具有優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性、良好的成形工藝性和綜合力學性能,可在高溫環(huán)境中長期使用。聚酰亞胺復合材料在航空發(fā)動機、耐高溫航天部件等中得到廣泛應用。
作為復合材料樹脂基體的聚酰亞胺主要是熱固性聚酰亞胺:熱固性聚酰亞胺依據(jù)其活性封端基可分為3種主要類型,即單體反應物原位聚合(PMR)聚酰亞胺(主要指Nadie酸酐封端的一類聚酰亞胺)、乙炔封端聚酰亞胺以及雙馬來酰亞胺(BMI)二PMR一15是常用的PMR聚酰亞胺,采用Nadic酸單酯(NE)、4,4’一二甲基二苯胺(MDA)和3,3’,4,4’一二苯甲酮四羧酸二甲酯(BTDE)作為反應單體:PMR-15聚酰亞胺具有優(yōu)異的工藝性,在固化反應過程中沒有小分子揮發(fā)物產(chǎn)生,因此可在較低壓下進行熱壓罐和模壓成形:PMR-15復合材料具有優(yōu)良的熱氧化穩(wěn)定性和綜合力學性能。
但是,PMR-15具有使用的單體MDA具有致癌性,固化物韌性差以及不能在高于316℃環(huán)境中長期使用的不足:為克服這些不足,一些不含MDA和可在更高溫度下長期使用的PMR聚酰亞胺得到了發(fā)展。
LP-15是一種不含MDA的低成本聚酰亞胺樹脂,它的成形工藝性優(yōu)于PMR-15,可在2800C以下替代PMR-15制備復合材料并長期使用:為了進一步提高PMR聚酰亞胺的抗熱氧化穩(wěn)定性,采用耐熱性更高的4,4’一六氟代異丙撐二鄰苯基二甲酯(6FDE)作為單體替代PMR—15中的BTDE;或以對苯二胺(P-PDA)和3,4,-二氨基醚(ODA)替代MDA和以P一氨基苯(P-AS)代替NE,發(fā)展了耐溫等級更高的第二代PMR聚酰亞胺樹脂,主要包括PMR-11,V-CAP,AFR-700和LaRc—RP-46。這些樹脂體系長期使用溫度高達343~37l℃:由于使用價格昂貴的含氟單體,PMR-Ⅱ,AFR-700,V-CAP等的價格遠高于PMR-15聚酰亞胺。