聚酰亞胺樹脂指含有酰亞胺基團(tuán)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(xué)性能,可在高溫環(huán)境中長期使用。聚酰亞胺復(fù)合材料在航空發(fā)動機、耐高溫航天部件等中得到廣泛應(yīng)用。
作為復(fù)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(yīng)物原位聚合( PMR)聚酰亞胺(主要指Nadic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)。
PMR -15是常用的PMR聚酰亞胺,采用Nadic酸單酯(NE)、4。4’—二甲基二苯胺( MDA)和3,3,,4,4,—二苯甲酮四羧酸二甲酯(BTDE)作為反應(yīng)單體:PMR -15聚酰亞胺具有優(yōu)異的工藝性,在固化反應(yīng)過程中沒有小分子揮發(fā)物產(chǎn)生,因此可在較低壓下進(jìn)行熱壓罐和模壓成形:PNIR - 15復(fù)合材料具有優(yōu)良的熱氧化穩(wěn)定性和綜合力學(xué)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DA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280℃以下替代PMR -15制備復(fù)合材料并長期使用;
為了進(jìn)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,—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-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-Ⅱ,\/- CAP,AFR -700和LaRc - RP - 46。這些樹脂體系長期使用溫度高達(dá)343 -371℃:由于使用價格昂貴的含氟單體,PMR -Ⅱ,AFR - 700,V- CAP等的價格遠(yuǎn)高于PMR - 15聚酰亞胺。
乙炔封端聚酰亞胺包括Thermid和Thermcon樹脂系列:Thermcon樹脂的特點是固化物具有優(yōu)異的介電性能,可作為絕緣材料使用:但經(jīng)過適當(dāng)處理后,Thermcon樹脂又是在環(huán)境條件下性能穩(wěn)定的導(dǎo)電塑料。