热固性聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究
聚酰亚胺材料的制备及其在复合材料中的应用研究
聚酰亚胺材料的制备及其在复合材料中的应用研究随着科技的发展，聚酰亚胺材料的应用越来越广泛。
聚酰亚胺材料是一种高性能的聚合物材料，具有很好的耐高温、高强度、抗腐蚀、绝缘等性能。
在航空、汽车、船舶、电子和光学等领域中得到了广泛的应用。
本文将主要探讨聚酰亚胺材料的制备方法以及其在复合材料中的应用。
一、聚酰亚胺材料的制备方法聚酰亚胺材料可以通过多种途径制备，包括熔融聚合法、溶液聚合法、原位聚合法和热压成型法等。
其中，熔融聚合法和溶液聚合法是最为常用的制备方法。
（一）熔融聚合法熔融聚合法是将聚合物单体或预聚物直接在高温下熔融，经反应生成聚酰亚胺聚合物。
通常使用的聚合物单体包括亚苯基异氰酸酯、二酸二酐和二胺等。
熔融聚合法具有反应时间短、操作简便、不需要溶剂等优点，但聚酰亚胺材料的分子量和物理性能相对较低。
（二）溶液聚合法溶液聚合法是将聚合物单体或预聚物溶于合适的溶剂中，在适当的条件下反应生成聚酰亚胺聚合物。
溶液聚合法具有产物纯度高、对单体选择性好、分子量可调、成品物理性能好等优点。
常用的溶剂包括二甲亚醇、N，N-二甲基乙酰胺等。
二、聚酰亚胺材料在复合材料中的应用聚酰亚胺材料因其优异的物理性能，成为制备复合材料的重要基体材料。
本节将主要介绍聚酰亚胺材料在碳纤维增强复合材料和环氧树脂复合材料中的应用。
（一）碳纤维增强聚酰亚胺复合材料碳纤维增强聚酰亚胺复合材料具有很高的力学强度和刚度，广泛应用于航空、航天和汽车等领域。
在制备碳纤维增强复合材料时，通常采用浸涂法或预浸法将聚酰亚胺材料浸入碳纤维增强材料的预制体中，然后在高温下固化。
聚酰亚胺材料具有高温稳定性，与碳纤维具有良好的界面结合，可以使复合材料在高温和高压环境下具有较好的力学性能和稳定性。
（二）环氧树脂聚酰亚胺复合材料环氧树脂复合材料是一种广泛应用的结构材料，其中加入聚酰亚胺可以提高材料的热稳定性和机械性能。
在制备环氧树脂聚酰亚胺复合材料时，可以先预制聚酰亚胺单体的预聚物，再将其与环氧树脂混合制备成复合材料。
聚酰亚胺复合材料力学性能研究
聚酰亚胺复合材料力学性能研究聚酰亚胺（PI）是一种具有良好高温稳定性、高强度、高刚度、低膨胀系数、抗热膨胀及化学腐蚀等优异性能的高分子材料，被广泛应用于航空、航天、电子通讯等领域。
近年来，PI基复合材料作为一种新型材料备受瞩目，其可在保持PI基高性能的同时，兼具优异的界面性能和加工性能。
因此，对PI复合材料力学性能的研究显得尤为重要。
其力学性能的研究主要包括材料的力学性能测试、界面力学性能的测试和尺寸效应的研究。
一、材料的力学性能测试PI基复合材料通常采用拉伸、压缩和剪切等多种实验方法进行力学性能评价。
由于PI材料的耐高温性好，因此高温环境下的力学性能测试也十分重要。
例如高温拉伸试验就是一种可以同时测量温度和载荷的方法，该试验对于研究高温下PI 基材料的力学性能、结构演化以及材料的高温损伤具有较大的意义。
另外，随着复合材料应用领域的不断扩大，对材料的疲劳性能也提出了更高的要求。
疲劳性能是复合材料耐久性的重要指标，波形使用、拉伸循环的方式下进行疲劳实验可以评价材料的疲劳性能、寿命以及其耐久性能。
二、界面力学性能测试由于PI基复合材料中最主要的为纤维增强体和基体的界面性能，因此对于界面性的测试显得尤其重要。
复合材料中纤维和基体之间的粘结状态是复合材料力学性能的关键，也是限制复合材料性能提高的重要因素。
一般来说，由于PI材料具有高分子材料的特点，其界面黏接性能较差，因此需要采取合适的方法进行改善。
目前常用的界面性能测试方法为剪切试验、单丝拉伸实验、模板法、化学测试法和小孔微型拉伸试验法等。
其中模板法可以准确测定不同粘结强度的纤维和基体之间的界面粘结强度，这种方法可以给出界面处的粘结强度作为评价界面粘结性的唯一参数。
三、尺寸效应的研究尺寸效应指材料性能与样品尺寸相关的现象。
对于复合材料来说，其高强度的性能使得一些具有微观缺陷的局部变形后很难得到显著的扩展。
因此，尺寸效应是影响复合材料易损性和材料设计的重要因素。
聚酰亚胺材料的制备及其应用
聚酰亚胺材料的制备及其应用聚酰亚胺材料是一种具有优异性能的高分子材料，广泛应用于航空航天、汽车、新能源等行业。
其高强度、高硬度、高温稳定性、化学稳定性、自润滑性等特性，使其在工程领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍聚酰亚胺材料的制备方法及其应用。
一、聚酰亚胺材料的制备方法1.盐酸催化法盐酸催化法是一种简单、环保的聚酰亚胺制备方法。
该方法的原理是在催化剂的作用下，将二胺和二酸加入反应容器中，通过热反应产生聚酰亚胺。
制备过程简单，反应条件温和，适用于大规模生产。
2.磺酸催化法磺酸催化法是一种主要用于聚酰亚胺薄膜制备的方法。
该方法是在催化剂的作用下，将二胺和二酸加入反应容器中，通过溶剂蒸发和热处理等步骤，制备出聚酰亚胺薄膜。
制备过程需要精密的控制条件和设备，但薄膜的性能良好，适用于电子和光学器件等领域。
3.交联聚合法交联聚合法是一种通过交联剂交联聚酰亚胺的方法。
该方法是在催化剂的作用下，将二胺和多酸或多醇加入反应容器中，通过加入交联剂使聚酰亚胺交联形成三维网络结构。
制备过程需要控制反应条件和交联剂的种类和用量，但交联聚酰亚胺具有优异的机械性能和耐高温性能，适用于复杂结构的构件制造。
二、聚酰亚胺材料的应用1.航天航空领域聚酰亚胺材料具有优异的高温稳定性和耐腐蚀性能，被广泛应用于航天航空领域。
例如，在火箭、卫星、飞机等载具的结构部件、推进系统和热保护系统中都有应用。
聚酰亚胺材料的高强度和刚性也使其适用于高负荷工作条件下的零部件制造。
2.汽车行业聚酰亚胺材料的高硬度和高强度特性，使其在汽车行业具有广泛的应用前景。
例如，聚酰亚胺制成的刹车盘、摩擦片和轮毂等零部件具有更好的制动性能和耐磨性能。
此外，聚酰亚胺材料在汽车发动机的密封件、垫片和滤清器等领域也有应用。
3.新能源领域聚酰亚胺材料的高耐高温特性，使其在新能源领域有广泛的应用前景。
例如，在太阳能电池板和燃料电池的构件中都可以使用聚酰亚胺材料。
此外，聚酰亚胺薄膜也可以作为能源储存设备的隔膜使用。
热固性聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究
１ 实验部分 １ １ 主要 原材料 ．
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维普资讯
王铎 ： 固性 聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究 热
热 固性 聚 酰 亚胺 复 合材 料 的 制 备及 性 能研 究
王 铎
（ 陕西理 工学 院化学学 院， 中 ７ ３ ０ ） 汉 ２ ０ １
摘要
以均苯四甲酸二 酐、 二胺基二苯醚 、 Ⅳ 甲基 乙酰胺及 纳米 Ｓ Ⅳ， ． 二 ｉ Ｃ为原料 ， 经加热 固化等 工 艺制备 了热
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剂 有 限公 司 ； 银浆 导 电 胶 ：０ ０ ０ ． ２ Ｓ Ｉ５ ０ ， 肥 开 １Ｔ １９ ７ ２ ， Ｐ ０ ２ 合 尔 纳米技 术发 展有 限公 司 ；
入不同质量分数的纳米 Ｓ ｉ Ｃ粒子， 并加入催化剂 ， 强 力搅拌 ６ｈ 得 到 Ｐ Ａ 纳米 ＳＣ树 脂 ， 用 涂 覆 、 ， Ａ／ ｉ 采 流
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聚酰亚胺
热固性聚酰亚胺研究进展摘要：热固性聚酰亚胺作为一类先进的基体树脂，在航空航天、印制电路板、高温绝缘材料等领域的应用不断扩大。
相对于热塑性聚酰亚胺来说，热固性聚酰亚胺具有更好的可加工性能。
而且，其加工窗口温度可通过变换不同反应性端基来实现。
若选用合适的反应性端基，其在固化时无小分子挥发物放出。
对热固性聚酰亚胺的研究现状分类作了综述，对降冰片烯、烯丙基降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基、马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、苯并环丁烯等封端型热固性聚酰亚胺的研究进展进行了重点阐述。
【1】。
关键字：聚酰亚胺热固性封端剂发展概述当世界上对芳环和杂环结构的高温聚合物的研究仍然相当活跃，尤其在高技术材料领域离不开高温聚合物的开发，如聚苯硫醚、聚醚矾、聚苯并咪哇、聚苯并唾哇、聚苯并哇、聚唾握琳和聚酰亚胺等，其中最为成功的材料数聚酸亚胺。
聚酰亚胺原料易得价廉，机械性能、电学性能和摩擦性能等优异，被广泛应用于各个领域，其形式可以是纤维、薄膜和塑料等，其中用作复合材料的树脂基体成为重要的一部分。
聚酰亚胺的复合工艺通常是把聚酞胺酸溶于极性溶剂如N一甲基毗咯烷酮、二甲基甲酞胺，用其浸渍纤维，最后亚胺化并压制成品。
由于溶剂存在(亲和性好，极难除尽)会引起增塑，环化产生的水易导致形成多孔材料，影响最终材料的高温性能，因此，热固性聚酰亚胺引起研究者极大兴趣。
热固性聚酰亚胺是一种含有亚胺环和反应活性端基的低分子量物质或齐聚物，在热或光引发下发生交联而无小分子化合物放出。
按其结构可分为：降冰片烯封端的聚酰亚胺、乙炔封端的聚酰亚胺、苯并环丁烷封端的聚酰亚胺和马来酸醉封端的聚酸亚胺。
众所周知，环氧树脂加工性能优良，但温/湿性能差，而热固性聚酰亚胺兼有优异的耐热性能和加工性能，近几年来发展迅速。
人们预言热固性聚酰亚胺将替代环氧树脂，把材料的性能等级提高一步。
以下就热固性聚酰亚胺发展、应用和前景作些讨论【23】。
聚酰亚胺的研究进展含乙炔基封端的聚酰亚胺乙炔基封端的聚酰亚胺含乙炔基封端剂主要是含乙炔基的芳香单胺和单酐。
聚酰亚胺合成实验报告
1. 掌握聚酰亚胺的合成方法。
2. 熟悉实验操作步骤，提高实验技能。
3. 研究聚酰亚胺的合成条件对产物性能的影响。
二、实验原理聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一类具有优异耐热性、力学性能、电绝缘性能和耐化学性能的有机高分子材料。
本实验采用二胺和二酐为原料，通过缩聚反应合成聚酰亚胺。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：电热套、搅拌器、恒温水浴锅、玻璃仪器（烧杯、漏斗、滴管等）、分析天平、核磁共振波谱仪、红外光谱仪等。
2. 试剂：二胺、二酐、催化剂、溶剂等。
四、实验步骤1. 准备原料：将二胺和二酐按一定比例称取，并加入适量的溶剂溶解。
2. 混合：将溶解好的二胺和二酐溶液混合均匀。
3. 缩聚反应：将混合溶液置于电热套中，在一定温度下搅拌反应。
4. 离心分离：反应完成后，将产物离心分离，得到固体产物。
5. 后处理：将固体产物进行干燥、粉碎等后处理。
6. 性能测试：采用核磁共振波谱仪、红外光谱仪等手段对产物进行结构表征；利用力学性能测试仪、电性能测试仪等手段对产物进行性能测试。
五、实验结果与分析1. 核磁共振波谱分析：通过核磁共振波谱分析，确定产物结构符合预期。
2. 红外光谱分析：通过红外光谱分析，证实产物中存在酰亚胺键和亚胺键。
3. 力学性能测试：产物具有较好的拉伸强度、断裂伸长率等力学性能。
4. 电性能测试：产物具有较低的介电常数和较高的击穿强度等电性能。
1. 本实验成功合成了聚酰亚胺，并对其结构、性能进行了表征。
2. 通过优化合成条件，可提高产物的性能。
3. 聚酰亚胺作为一种具有优异性能的高分子材料，在航空航天、微电子等领域具有广泛的应用前景。
七、实验注意事项1. 实验过程中应严格控制反应条件，如温度、时间等。
2. 操作时应注意安全，防止溶剂挥发和化学品泄漏。
3. 产物后处理过程中，应避免高温、高湿等不良环境因素对产物性能的影响。
八、实验反思本实验成功合成了聚酰亚胺，并对其性能进行了初步研究。
但在实验过程中，仍存在一些不足之处，如实验条件控制不够严格、产物性能有待进一步提高等。
热固性聚酰亚胺的研究进展及其在印制电路板上的应用
综术与专论S UMMAR I Z ATI O N ANDSPEC I A L COMMENT收稿日期:2007-04-09作者简介:左永兵(1977-),男,湖北监利人,在读硕士研究生,主要从事挠性覆铜板用聚酰亚胺基体树脂的研究工作。
热固性聚酰亚胺的研究进展及其在印制电路板上的应用庄永兵, 范和平(湖北省化学研究院,湖北武汉430074)摘要:热固性聚酰亚胺作为一类先进的基体树脂,在航空航天、印制电路板、高温绝缘材料等领域的应用不断扩大。
相对于热塑性聚酰亚胺来说,热固性聚酰亚胺具有更好的可加工性能。
而且,其加工窗口温度可通过变换不同反应性端基来实现。
若选用合适的反应性端基,其在固化时无小分子挥发物放出。
对热固性聚酰亚胺的研究现状分类作了综述,对降冰片烯、烯丙基降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基、马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、苯并环丁烯等封端型热固性聚酰亚胺的研究进展进行了重点阐述,对它们结构与性能的关系、齐聚物的固化机理等进行了讨论,并对其在印制电路板上的应用和发展趋势作了概述和展望。
关键词:热固性聚酰亚胺;基体树脂;印制电路板;应用中图分类号:T Q 323.7 文献标识码:A 文章编号:1001-0017(2007)05-0351-07Recent Advances in Ther mosetting Polyi m ide and Its App licati ons in Printed Circuit BoardZHUANG Yong -bing and F AN He -p ing(Hubei R esearch Institute of Che m istry,W uhan 430074,China )Abstract:Ther mosetting polyi m ides are being devel oped for as matrix resins in structurally efficient advanced composites in aircraft,electr onic /electrical materials f or p rinted circuit board (PCB )and ther mal insulati on materials .Many different che m ical app r oaches have been used t o synthesize ther mosetting polyi m ide resins which are easier t o p r ocess than their ther mop lastic counter parts .Further more,melt p r ocessing window can be adjusted by using different reactive gr oup s .W ith app r op riate reactive sites,no volatile is released during curing .I n this article,recent advances in ther mosetting poly 2i m ide resin are p resented .Some end capped polyi m ides are detailed,such as nadi m ides and allyl nadic -i m ides,acetylene and phenylacetylene ter m ina 2ted polyi m ides,bis malei m ides and malei m ide functi onalized polyi m ides,phenyl m alei m ide end capped polyi m ide,benzocycl obutenes,etc .Their relati on 2shi p s bet w een structures and p r operties and ther mal curing mechanis m s of different oligomer are p resented .Their devel opment trend and app licati ons in PCB are summarized .Key words:Ther mosetting polyi m ide;composite matrix resins;p rinted circuit board;app licati on前 言聚酰亚胺作为先进复合材料基体,以其优良的耐热性、耐化学品性、耐辐射性、自熄灭性及突出的力学性能、电气性能而受到特别重视。
耐高温聚酰亚胺树脂及其复合材料的研究进展_杨士勇
·综述·耐高温聚酰亚胺树脂及其复合材料的研究进展杨士勇 高生强 胡爱军 李家泽( 中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室 北京 100080 )许英利( 航天材料及工艺研究所 北京 100076 )文 摘 综述了耐高温聚酰亚胺基体树脂及其碳纤维复合材料的研究进展,基体树脂包括耐316℃的PMR型热固性聚酰亚胺如PMR—15、KH—304等,和耐371℃聚酰亚胺基体树脂如PMR—Ⅱ—50、AFR—700B、V—CAP—50、V—C AP—75、KH—305等。
介绍了它们的化学合成、结构、物化性能以及结构与性能之间的关系,并对耐高温树脂基复合材料在航天、航空及空间技术领域中的应用情况做了简单的介绍。
关键词 聚酰亚胺,耐高温复合材料,碳纤维Progress in High Temperature Polyimide Matrix Resins andCarbon Fiber Reinforced CompositesYang Shiyong Gao Shengqiang Hu Aijun Li Jiaze ( The State Key Laboratory of Engineering Plastics,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences Beijing 100080 )Xu Yingli( Aerospace Research Institute of Materials and Processin g Technology Beijing 100076 )A bstract Advanced high temperature polyimide matrix resins and its carbon fiber reinforced composites were re-viewed.The matrix resins include PMR polyimides for service temperature of316℃such as P MR-15,KH-304,and PMR polyimides for371℃applications such as PMR-Ⅱ-50,AFR-700B,V-C AP-50,V-CAP-75,KH-305, etc.The chemical synthesis,structures,physical-chemical properties of the matrix and c omposites were discussed.Their applications in aer ospace industr y was also presented.Key words Polyimide,High temperature composites,Carbon fibers1 前言热固性PMR型聚酰亚胺基碳纤维增强复合材料由于其优异的耐热氧化稳定性能、高温下突出的力学性能、耐辐射性能以及很好的化学物理稳定性等,近年来在航天、航空及空间技术等领域得到了广泛的应用。
聚酰亚胺材料在航空领域中的应用研究
聚酰亚胺材料在航空领域中的应用研究聚酰亚胺（Polyimide）是一种高性能工程塑料，其具有优异的力学性能、化学稳定性和热稳定性，因此在航空领域中应用非常广泛。
近几年来，随着航空工程技术的不断更新换代，聚酰亚胺材料也得到了更多的关注和应用。
本文将从聚酰亚胺材料的性能、制备、应用等方面进行详细介绍。
一、聚酰亚胺材料的性能1.力学性能聚酰亚胺材料除具有良好的拉伸和弯曲等力学性能外，其耐疲劳性和抗冲击性能也非常优异，这些特性使得聚酰亚胺材料在航空领域中得以更广泛应用。
例如，在飞机维修工作中，聚酰亚胺修理补丁能够有效地弥补复合材料中的缺陷，提高飞机的整体强度和稳定性。
2.化学稳定性聚酰亚胺材料具有极强的化学稳定性，可以在极端的环境条件下保持材料的稳定性能。
例如，在高温下，聚酰亚胺材料不会产生脆裂或老化，具有很强的耐热性，因此常被用于制备高温环境下的航空发动机部件。
3.热稳定性聚酰亚胺材料的热稳定性非常出色，具有良好的耐高温性能。
在短时间内，聚酰亚胺材料可以耐受高达500℃以上的高温，因此在航空航天领域中被广泛应用。
二、聚酰亚胺材料的制备1.原料的制备聚酰亚胺材料的原料主要是聚酰胺酸（PAA），PAA是一种预聚体，通过烧结或热解反应（解聚）制得聚酰亚胺。
其中，烧结法主要是指在加热和压缩的条件下，将PAA转变为聚酰亚胺材料，而热解法则将PAA分解为聚酰亚胺。
2.制备工艺聚酰亚胺材料的制备工艺主要分为四个步骤：PAA的制备、预反应、纺丝和凝固。
其中，PAA的制备可通过化学合成法或生物合成法进行；预反应的主要目的是消除水分，完全转化为聚酰亚胺；纺丝是将聚酰亚胺材料拉伸或喷涂至需要的形状，形成相应的材料结构；凝固是指将聚酰亚胺材料放置于特定的条件下，使其凝固变为固态材料。
三、航空领域中聚酰亚胺材料的应用1.航空发动机部件航空发动机部件是航空工业中最为重要的部分之一，而聚酰亚胺材料的应用在此领域中也非常广泛。
例如，航空发动机中的叶片、轴承等部件常使用聚酰亚胺材料制成，因为聚酰亚胺材料具有轻质、强度高、耐热性好等特点，有利于提高发动机的效能和性能。
聚酰亚胺制备_实验报告
一、实验目的1. 了解聚酰亚胺的制备原理及工艺流程。
2. 掌握聚酰亚胺的合成方法，并学会操作相关实验设备。
3. 分析聚酰亚胺的性能，验证实验结果。
二、实验原理聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一种具有优异性能的有机高分子材料，具有高力学强度、低介电常数、耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐辐射等特性。
其分子结构中含有酰亚胺环，通过酰亚胺环的共轭作用，使其具有独特的性能。
聚酰亚胺的制备方法主要有以下几种：1. 预聚法：先将二酐与二胺在强极性溶剂中预聚，形成聚酰胺酸，再通过加热或催化剂的作用，使聚酰胺酸分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。
2. 缩聚法：直接将二酐与二胺在无溶剂或弱溶剂中进行缩聚反应，生成聚酰亚胺。
3. 分子内脱水闭环法：在聚酰胺酸分子链上引入具有反应活性的基团，如羧基、亚胺基等，通过加热或催化剂的作用，使分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。
本实验采用预聚法进行聚酰亚胺的制备。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应釜、磁力搅拌器、温度计、过滤器、烘箱、电子天平、取样器等。
2. 试剂：均苯四甲酸酐（PMDA）、对苯二胺（ODA）、N'N-二甲基甲酰胺（DMF）、催化剂、去离子水等。
四、实验步骤1. 准备反应釜，加入一定量的DMF作为溶剂。
2. 称取一定量的PMDA和ODA，分别加入反应釜中。
3. 开启磁力搅拌器，在室温下搅拌一定时间，使PMDA和ODA充分混合。
4. 将反应釜加热至一定温度，保持搅拌，使PMDA和ODA发生预聚反应，形成聚酰胺酸。
5. 加入催化剂，继续搅拌，使聚酰胺酸分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。
6. 将反应液过滤，除去未反应的PMDA和ODA。
7. 将聚酰亚胺溶液在烘箱中干燥，得到聚酰亚胺薄膜。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，成功制备出聚酰亚胺薄膜。
2. 性能分析：（1）力学性能：聚酰亚胺薄膜具有优异的力学性能，如拉伸强度、弯曲强度等。
（2）介电性能：聚酰亚胺薄膜具有低介电常数和介电损耗，适用于高频、高压等场合。
热固聚酰亚胺
1.2 热固性聚酰亚胺
1.2.6苯并环丁烯封端型
在合适的热条件下，苯并环丁烯（BCB）的四元环能开环
成具有很强活性的二烯化合物，再经由二聚合均聚或与亲 二烯化合物（如BMI等）共聚得高分子化合物，固化时无 小分子挥发物放出。
T Loon Send等得到了一系列由苯并环丁烯封端的齐聚物，
因其具有低熔融温度、低介电性及好的可加工性和成膜性 而有潜在研究开发价值。 和其它热固性树脂一样，苯并环丁烯封端型热固性聚酰亚 胺可望通过改变其主链结构来改善树脂的相关性能。
1.2 热固性聚酰亚胺
1.2.7 2,2-对环芳烃封端型
2,2-对环芳烃在加热时开环能得到对二甲苯撑单元，使高分
1.1聚酰亚胺
1.1.3聚酰亚胺的优异性能及应用
聚酰亚胺分子链中具有的酰亚胺基使主链具有较高 的刚性及很强的分子间相互作用力，因此，它具有如下 优异性能： (1) 热膨胀系数小，在零下250℃至250℃的温度范 围内，尺寸变化小，可在250℃至300℃下长期使用； (2) 具有优异的耐化学药品性和耐辐射性； (3) 耐热性佳，开始分解温度高于400℃，对于全芳 香聚酰亚胺来说，其热分解温度一般在500℃左右。且 其为自熄火性聚合物，燃烧时不会产生烟雾； (4) 具有良好的机械性能和可成型性； (5) 聚酰亚胺无毒，部分具有很好的生物相容性。
聚酰亚胺复合材料的应用研究进展
聚酰亚胺复合材料的应用研究进展摘要：聚酰亚胺属于具备一定耐高温性能、耐腐蚀性能、力学性能的材料，目前主要应用在航空航天领域、微电子领域、液晶显示领域中，取得了良好的成绩，但是，将其应用在航空航天、导电带的电磁屏幕外罩制造方面、军工用防静电服与防尘服的制造方面，存有缺陷问题，在此情况下，开始应用聚酰亚胺复合材料，不仅能够缓解目前的问题，还能促使各个生产领域中材料的良好运用，具有重要的意义和作用。
关键词：聚酰亚胺；复合材料；研究综述聚酰亚胺主要分成缩聚类型、加聚类型两种，当前在相关材料制备的过程中主要进行阻燃纤维、微孔隔膜的制备处理，具有一定的应用价值和发展意义，而且在材料实际应用的过程中，主要应用在造纸化学品领域、浸渍纸领域中，有着一定的应用价值。
1聚酰亚胺复合材料的制备现状对于相关复合材料的制备来讲，由于性能和聚酰亚胺的复合物质存在一定的差异性，所以，制备的方式也有所不同，聚酰亚胺复合材料制备期间主要的现状为：1.1.阻燃纤维的制备上个世纪六十年代，通过二步法先进行聚酰胺酸溶液的制备，将其作为纺丝液，采用湿法纺丝的形式或者是干法纺丝的形式进行处理，之后将初生丝转变成为聚酰亚胺纤维复合型材料。
1967年的时候，西方发达国家使用湿法纺丝的技术措施制备了聚酰亚胺纤维，经过检测可以发现其断裂强度能够控制在6.0，其的初始模量能够控制在72，可以将断裂的伸长率维持在百分之十三左右，在性能裹征方面的热力学性能较为良好、化学稳定性能很高，之后就被当做是阻燃性的材料广泛的进行应用。
1.1.微孔隔膜复合材料的制备此类制备工艺主要是将N-二甲基乙酰胺当做是溶剂，在操作的过程中制备出纯度较高的聚酰胺酸溶液，之后利用涂膜固化的方式、程序化升温的方式等，使其能够达到酰亚胺化的目的，获得到纯度很高的聚酰亚胺薄膜。
具体制备期间，聚酰亚胺薄膜中设置正硅酸四乙酯材料进行处理，实现溶胶-凝胶方面的一系列反应，然后借助热酰亚胺化的技术措施，制备二氧化硅含有数量存在差异性的聚酰亚胺/二氧化硅的复合材料薄膜，之后将其中的二氧化硅去除之后，就能够获得到相应的聚酰亚胺微孔隔膜材料，经过科学化的制备、合理性的生产，确保材料的质量[1]。
聚酰亚胺材料的合成及应用研究
聚酰亚胺材料的合成及应用研究聚酰亚胺材料是一种高分子材料，具有优异的耐热性、耐化学性、耐辐射性和机械性能等特点，因此被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。
本文将介绍聚酰亚胺材料的合成方法、性能表征以及一些典型应用领域。
一、聚酰亚胺材料的合成方法聚酰亚胺材料的合成方法较为多样，其中最常用的方法是酰氯亚胺化法、亚胺键化法和聚合法。
以下将对这三种方法进行简要介绍。
1.酰氯亚胺化法酰氯亚胺化法是一种较为常用的合成方法，其主要原料为芳香二胺和芳香二酸的酰氯，在无水无氧条件下反应，生成聚酰亚胺材料。
该方法合成的聚酰亚胺材料具有较高的分子量和聚结度，结晶度较低，易于热加工成型，适用于制备各种型材和非晶态材料。
2.亚胺键化法亚胺键化法是在弱碱条件下通过亚胺键结构使芳香或脂肪二胺与芳香或脂肪二酸形成聚酰亚胺材料的一种方法。
该方法合成的聚酰亚胺材料分子链中含有相对较少的酰氯基官能团，聚合反应过程中无二氯甲烷等有机溶剂的参与，有助于减少污染和环保。
3.聚合法聚合法是指通过自由基聚合、离子聚合或环开聚合等方式将单体聚合成聚酰亚胺材料。
该方法具有反应条件温和、反应时间短、单体来源广泛等优点，但其合成的聚酰亚胺材料通常分子量较低、分子结构不稳定、无固定结晶点等特点。
以上三种方法是聚酰亚胺材料的主要合成方法，需要根据具体应用要求选择合适的方法和原料。
二、聚酰亚胺材料的性能表征聚酰亚胺材料具有优异的性能，其中最为引人注目的是耐热性、耐化学性和机械性能。
1.耐热性聚酰亚胺材料具有优异的耐高温性能，在高温条件下仍能保持良好的结构稳定性和物理性能。
例如，推力偏转角试验结果表明，聚酰亚胺复合材料的短期热稳定性能远高于环氧树脂等聚合物。
2.耐化学性聚酰亚胺材料对多种化学腐蚀具有优异的抵抗能力，耐酸碱、耐有机溶剂、耐氧化剂等性质表现出良好的稳定性，能够满足复杂环境下的工程应用需求。
3.机械性能聚酰亚胺材料具有高硬度、高刚性、低膨胀系数等优良的机械性能。
聚酰亚胺树脂复合材料
航空航天领域
总结词
聚酰亚胺树脂复合材料具有轻质、高强 、耐腐蚀等特性，适用于航空航天领域 。
VS
详细描述
聚酰亚胺树脂复合材料具有出色的力学性 能和耐腐蚀性，能够承受极端的温度和压 力变化。在飞机和航天器的制造中，它被 广泛应用于制造结构件、发动机部件和热 保护系统等关键部位。
微电子封装领域
总结词
02
在制备过程中，需控制各步骤的工艺参数，如温度、压力 、时间等，以保证复合材料的结构和性能符合要求。
03
此外，为了提高复合材料的性能，还可以采用一些特殊的 制备工艺，如预浸渍、层压、编织等。
03
聚酰亚胺树脂复合材料的性能特点
电性能
聚酰亚胺树脂复合材料具有良好的绝 缘性能，其介电常数和介质损耗较低 ，可用于制造高压绝缘材料和电子元 件的绝缘涂层。
能源领域
用于制造高温、高压环境下的反应堆 材料、热交换器以及高温烟气脱硫装 置等。
汽车工业
用于制造汽车发动机部件、变速器齿 轮以及汽车电气系统中的高温绝缘材 料等。
聚酰亚胺树脂复合材料的发展历程
20世纪50年代
20世纪70年代
聚酰亚胺树脂的合成研究开始起步，并逐 渐应用于复合材料的制备。
随着航空航天和电子信息产业的迅猛发展 ，聚酰亚胺树脂复合材料的应用逐渐广泛 。
特性
具有优异的热稳定性、电气绝缘性、 耐磨性、耐腐蚀性以及低摩擦系数等 特点，同时还具备较高的机械强度和 良好的加工性能。
聚酰亚胺树脂复合材料的用途
航空航天领域
用于制造飞机和航天器的结构件、发 动机部件以及高温环境下的电子设备 外壳等。
电子信息产业
用于制造高可靠性的电子元器件、集 成电路封装材料、液晶显示屏以及高 精度的电子测量仪器等。
聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理研究
聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理研究摘要：本文研究了聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理。
为了探究该材料的摩擦特性，采用了摩擦力实验仪来研究不同试样在不同载荷下的摩擦系数和摩擦力。
结果表明，在较低的载荷下，聚酰亚胺材料的摩擦系数较低，但在较高载荷下，其摩擦系数升高，并且与温度和速度等因素有关。
此外，通过扫描电子显微镜和红外光谱等手段对其摩擦机理进行了分析和探究，发现该材料的摩擦机制主要是粘附和剥离。
关键词：聚酰亚胺复合材料，摩擦性能，摩擦机理1. 引言聚酰亚胺复合材料是一种高硬度、高刚性的高分子材料，其在航空航天、汽车、机械等领域广泛应用。
然而，由于材料性能的特殊性质，其摩擦性能在使用过程中是至关重要的。
因此，研究聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理，对于材料的应用和性能改进具有重要意义。
2. 实验方法本实验采用了摩擦力实验仪，分别用不同载荷和速度对聚酰亚胺复合材料进行了摩擦力实验，得出了摩擦系数和摩擦力数据。
同时，为了探究聚酰亚胺复合材料的摩擦机理，使用了扫描电子显微镜和红外光谱等手段对其进行了形貌和表征分析。
3. 实验结果与讨论3.1 摩擦性能图1 显示了在不同载荷下的聚酰亚胺复合材料的摩擦系数。
可以看出，在低载荷下，聚酰亚胺材料的摩擦系数较低，但随着载荷和速度的增加，其摩擦系数逐渐上升，且呈现出“S”型曲线。
这是因为在低载荷下，聚酰亚胺表面的微观凹凸和颗粒粗糙度还不足以引起较大的摩擦力，而在高载荷下，表面粗糙度增加，摩擦力也随之增加。
图2 是摩擦力与摩擦系数的关系图。
可以看出，当载荷增加到一定程度时，摩擦力也随着增加，与摩擦系数呈现出一条直线关系。
而在较低载荷下，摩擦力与摩擦系数之间没有明显的线性关系。
3.2 摩擦机理通过扫描电子显微镜和红外光谱等手段对聚酰亚胺复合材料的摩擦机理进行了分析和探究。
结果发现，该材料的摩擦机制主要是粘附和剥离，而表面凹凸、氧化物和颗粒间的作用力也是影响摩擦性能的重要因素。
热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究
《材料物理》课程论文学生姓名：梁东学号：20140530学院：材料科学与工程学院专业年级：2014级材料化学2班题目：热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究指导教师：梁金老师评阅教师：梁金老师2016年6月摘要聚酰亚胺（PI）是一种高性能聚合物材料，具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能，广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域，成为很有发展前景的材料之一。
但多数 PI 具有不溶不熔的特性，加工成型十分困难，一定程度上限制了其应用范围，因此热塑性聚酰亚胺（TPI）成为发展方向之一。
TPI 不仅具有优异的综合性能，而且更易于加工，生产效率更高，在经济效益和环保方面都优于传统的热固性聚酰亚胺，成为人们开发研制的热点。
TPI 可通过添加纤维提高力学性能，添加润滑剂提高耐磨性能，亦可与其它聚合物共混，使改性材料具有更优异的性能，应用于高科技领域。
目前，对 PI 及其改性材料性能的研究，大多数是关于力学性能和摩擦磨损性能，很少具体研究其热性能。
而聚酰亚胺的热性能，如玻璃化转变温度 Tg、热膨胀系数α是其应用于工业各领域重要的评价指标。
针对以上背景，本文首先测定了一种自主研发的 TPI 的玻璃化转变温度并通过改变分子量大小考察玻璃化转变温度与分子量的关系，及热处理温度和热处理时间对玻璃化转变温度的影响。
结果表明：玻璃化转变温度随数均分子量的增大而增加，采用 Kanig-Ueberreiter 方程关联玻璃化转变温度与数均分子量,其线性拟合度高；由于聚酰亚胺的结构特点——存在自由端基，在高温可发生固相热环化反应，相应其分子量随处理温度的升高和处理时间的延长而增大，表现为聚合物的玻璃化转变温度有所升高。
为了进一步提高 TPI 的性能，扩大其应用范围，使其能在更加苛刻的环境下使用，TPI 的改性研究主要包括纤维增强的 TPI 树脂基复合材料及聚合物共混改性 TPI。
但由于高分子材料的热膨胀系数比纤维、陶瓷等无机材料要大得多，两者复合后，随温度的变化，热应力不仅使高分子和基材剥离，还会产生龟裂和翘曲，模压塑料则产生裂纹等。
聚酰亚胺／聚全氟乙丙烯层压复合材料摩擦性能研究
光学 显微 镜 ：４ ０Ｐ Ｌ型 ， Ｅ ０ Ｏ 日本 Ｎ ｋ ｎ 司 ； ｉｏ
分析 天平 ： Ａ ０ ４ 型 ， 海 市 精 密 科 学 仪 器 Ｆ ２０Ｎ 上
摩 擦学 研 究 的 信 息 却 鲜 见 报 道 。Ｆ Ｐ不 仅 具 有 与 Ｅ
环境 扫 描 电子 显 微 镜 （ Ｅ ： ｕ ｎａ０ Ｓ Ｍ） Ｑ ａ ｔ ０型 ， ２ 荷
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１３ 试 样 制 备 ．
将 Ｐ 薄膜 用 干净 丝布 蘸 以丙 酮 擦拭 干 净 烘 干 ， Ｉ
用涂 布棒 将 Ｆ Ｐ分 散 液 均 匀 涂 布 于 薄 膜 之 上 。 待 Ｅ 其 充分 干燥 后 置 于 马 弗 炉 中按 预 设 温度 将 Ｆ Ｐ烧 Ｅ 结 成型 于 Ｐ 薄 膜 之 上 ， 得 表 面光 滑 、Ｅ Ｉ 制 Ｆ Ｐ分 布 均 匀 的 Ｐ／ Ｅ ＩＦ Ｐ薄 膜 。将 Ｐ／ Ｅ ＩＦ Ｐ复 合 薄 膜 裁 切 成 合
适 的尺 寸 ， 薄膜 层 层叠压 在 一起 ， 将 当达到所 需厚 度
ＰＦ Ｔ Ｅ类 似 的摩 擦 学 性 能 ， 而且 具 有 更好 的加 工 性 、
韧性 和极好 的抗 蠕 变性 ， 故得 到广 泛使 用 。笔 者 以热压 成型 法制 备 了 Ｐ／ Ｅ ＩＦ Ｐ层 压 复 合 材 料 。在 该材 料 中 ， Ｅ Ｆ Ｐ不 仅 可将 Ｐ 紧 密 粘 接 在 一 起 ， 且 Ｉ 而
工程塑料应用
２１ 年 ， ３ ０ １ 第 ９卷 ， １ 第 Ｏ期
聚 酰 亚胺／ 全 氟 乙丙 烯 层 压 复 合 材 料摩 擦 性 能 研 究 聚
碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备及力学性能研究
碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备及力学性能研究碳纤维增强聚酰亚胺复合材料 (CF/PAI) 是一种高性能材料，具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐高温和低密度等优点，因此被广泛应用于航空航天、汽车和医疗器械等领域。
本文将介绍 CF/PAI 复合材料的制备方法和力学性能研究。
一、制备方法CF/PAI 复合材料的制备方法主要有手工层叠法和预浸料法两种。
1.手工层叠法手工层叠法是将预制好的 CF 布层和 PAI 树脂分别按照设计要求层叠组装，然后压缩固化而成。
具体步骤如下：(1)准备 CF 布层。
将碳纤维预浸料布剪成所需的形状，并在烘箱中将其烘干。
(2)制备 PAI 树脂。
将 PAI 树脂颗粒加入溶剂中搅拌均匀，再加入固化剂进行反应。
(3)手工层叠。
将预制好的 CF 布层和在烤箱中预烘干的 PAI 树脂层按照设计要求交替层叠，然后通过双面双向应力平衡固化热压机进行压实。
(4)固化。
在热压机中加热压缩，使 PAI 树脂固化成形。
2.预浸料法预浸料法是将 CF 布层预浸泡在 PAI 树脂中，经过高温加固而成。
具体步骤如下：(1)制备预浸料。
将 PAI 树脂颗粒加入溶剂中搅拌均匀，浸泡 CF 布层并压缩挤出多余树脂。
(2)干燥。
将浸渍后的 CF 布层在铝箔纸上烘干。
(3)高温加固。
将干燥后的 CF/PAI 预制板放入热压机中进行高温加固。
二、力学性能研究CF/PAI 复合材料的力学性能研究可以分为拉伸、剪切和压缩三个方面。
1.拉伸性能拉伸性能是指在拉伸载荷下，CF/PAI 复合材料的应力和应变关系。
由于 CF 的初始弹性模量非常高，因此 CF/PAI 复合材料的弹性模量也较高。
同时，CF/PAI 复合材料的强度也随着 CF 体积分数的增加而增加。
2.剪切性能剪切性能是指在剪切载荷作用下，CF/PAI 复合材料的应力和应变关系。
CF/PAI 复合材料具有较高的剪切强度和剪切模量，这可以归因于 CF 的高强度和PAI 树脂的高刚度。
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表 4 P I基复合材料的介电常数 项目 编 号
a 3. 6 b 3. 3 c 3. 1 d 2. 7 e 2. 3 f 2. 2
ε 3. 9 ～3. 3 3. 4 ～3. 2 3. 1 ～3. 0 2. 9 ～2. 5 2. 4 ～2. 1 2. 4 ～2. 0 ε
-
由表 4 可看出 ,纯 P I的介电常数最大 , P I/纳米 SiC 复合材料的介电常数随纳米 SiC 含量的增加而 逐渐降低 ,当纳米 SiC 质量分数为 2. 0%时 , 介电常 数最低 。这主要是因为在 P I中加入纳米 SiC 后低 分子纳米 SiC 进入 P I内部 ,使得单位体积内聚合物 大分子密度相对降低 ,分子极化减小 ,介电常数则下 降。 2. 3 P I/纳米 SiC 复合材料的微观结构 图 4 为不同纳米 SiC 含量的 P I/纳米 SiC 复合 材料的 TEM 照片 。
表 3 单一温度固化与连续加热固化试样的电容与介电常数 项 目 电极面积 / cm 2 μm 电极厚度 / 电容 /10 - 12 F 平均介电常数 ε 单一温度固化
1 45. 999 51. 969 1 ～48. 119 5 2. 6
连续加热固化
1 45. 999 4. 619 5 ～4. 064 8 2. 2
图 1 纯 P I及 P I/纳米 SiC 复合材料试样制备工艺 表 2 不同 SiC 含量的试样规格 项 目 编 号
a b c d e f
由表 3 可知 ,相同的物料配比条件下 ,连续加热 固化后的 P I/纳米 SiC 复合材料明显比单一温度加 热固化后的 P I/纳米 SiC 复合材料的平均介电常数 低 ,故采用连续加热固化工艺 。 2. 2 P I/纳米 SiC 复合材料的介电性能 在 P I/纳米 SiC 复合材料试样两表面涂上银浆 导电胶 ,制成充有 P I/纳米 SiC 复合材料的平行板式 2 电容器 ,固定面积为 1 cm 的正方形 ,在阻抗分析仪 上进行性能测试 ,得到一系列电容数值如图 3 所示 。
王铎 : 热固性聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究
25
热固性聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究
王 铎
(陕西理工学院化学学院 ,汉中 723001)
摘要 以均苯四甲酸二酐 、 二胺基二苯醚 、 N ,N ′ 2 二甲基乙酰胺及纳米 SiC 为原料 ,经加热固化等工艺制备了热 固性聚酰亚胺 ( P I) /纳米 SiC复合材料 。经测试 ,该复合材料的介电常数和吸水率均比纯 P I明显降低 ,且复合材料 中低分子纳米 SiC均匀分散到 P I内部 ,形成网络状杂化复合体系 。 关键词 热固性聚酰亚胺 纳米碳化硅 复合材料 介电常数 吸水率
表 5 纯 P I及 P I/纳米 SiC 复合材料的吸水率 水煮时间 /m in
5 10 20 30 40 % e 0. 30 0. 70 0. 60 0. 50 0. 50
- 1 - 1
图 4 不同纳米 SiC 含量的 P I/纳米 SiC 复合材料的 TEM 照片
由图 4 可以看出 ,当纳米 SiC 含量较少时 ,其粒 子分布零散 ,体系中大部分为 P I,团聚现象不明显 , 团聚粒径在 0. 3 μm 左右 , 如图 4a 所示 。当纳米 SiC 含量增多时 ,大部分纳米粒子分散均匀 , 但小部 分纳米粒子发生了较轻微团聚 ,出现了网络状颗粒 , 这是 由 于 P I 大 分 子 的 链 状 结 构 与 低 分 子 SiC ( —Si—C —Si—C —)作用的结果 , 但这些团聚粒子 分布较均匀 ,粒径在 0. 5 μm 左右 ,见图 4b。当纳米 SiC 的质量分数为 3. 0%时 ,粒子分布均匀程度明显 下降 ,纳米粒子的团聚倾向急剧增加 , 团聚粒径在 0. 5 ～1. 0 μm ,而且以粒子尺寸为 1. 0 μm 左右的居 多 ,这主要是在加热亚胺环化过程中留下的 。 SiC 质量分数为 3. 0%时材料内部还出现了裂痕 , 主要 是由于微观颗粒间排斥为主引起的 。 2. 4 P I/纳米 SiC 复合材料的 IR 分析 图 5 为纯 P I及 P I/纳米 SiC 复合材料的 IR 谱 - 1 - 1 图 。由图 5 可见 ,在 3 626 cm 和 3 494 cm 处出现 了 —C —H 与 —O —H 的吸收峰 (试样中存在杂质也 可能对应着这一吸收带 ) ,但在峰的宽度和 强 度 上 ,
1. 2 主要仪器及设备
阻抗 分 析 仪 : 4284A 型 , 测 试 频 率 20 Hz ～ 1 MHz,基本精度 0. 05% , 6 位数字分辨率 , 恒定的 V 或 I测试信号电平 , 20V rm s电平选件 (选件 001 ) ,用
A lilent 42841A 进给出 40Adc, 重庆德胜仪器设备有
[3] [1 - 2]
表 1 纳米 SiC 的性能 项 目 纯度 / % 游离硅含量 / % 氯含量 / % 总含氧量 / % 平均粒度 / nm 比表面积 /m 2 ・g - 1 松装密度 / g・cm - 3 理论密度 / g・cm - 3 莫氏硬度 介电常数 数 值
> 99 < 0. 2 0. 009 < 0. 61 < 40 > 90 0. 05 3. 21 9. 5 ～9. 75 9. 0
封端的 ,而 Si—OH 具有极强的化学吸附性 , 能够与 P I中的 C O 形成氢键 ,在 P I大分子与纳米 SiC 粒子间形成大量的物理交联点 ,实现杂化 。由 PAA 伸展吸收带 ,表明 P I分子结构中出现了 SiC 网络化 学键 或 氢 键 , 1 825 cm 处 为 环 状 结 构 —O —Si— C —Si— 的特征吸收峰 。不难发现 , 纯 P I ( a ) 试样的 IR 谱图中也出现了这些峰 ,这是因为吸收峰对应的 - 1 化学键并不是唯一的 ; 经仔细观察发现 , 1 898 cm 处的吸收峰尖锐 ,这可能与未环化的酞胺酸的羰基 伸缩振动重迭有关 。另外 , 在 3 485 cm 处所出现 的 —OH 或 N —H 伸缩振动吸收 , 代表了分子缔合 体 —OH 非平面摇摆振动吸收的贡献 , 这充分表明 该试样中有酸结构的存在 , 这说明杂化材料还需后 - 1 - 1 处理过程 。在 2 942 cm 和 2 845 cm 处显示出微 弱可见的 C —H 伸缩振动吸收 , 表明试样中还留存 - 1 有带脂肪族 C —H 键的溶剂杂质 。在 3 485 cm 处 出现吸收峰 ,且峰的强度明显减弱 ,这可能是试样中 所留存的未环化的酞胺酸单元的链 。 2. 5 P I/纳米 SiC 复合材料的吸水性能 将 P I/纳米 SiC 复合材料先烘干至恒重 ,再将其 放进水中进行不同时间的水煮 ,取出晾干 ,同样烘干 至恒重 ,测试其吸水率 ,结果如表 5 所示 。
图 3 各试样的电容与频率的关系曲线
通常 C d ) / ( Aε 0 ) 式中 : d — — — 材料的厚度 ;
A— — — 材料的面积 ;
王铎 : 热固性聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究
- 12 ε — — 真空介电常数 ,取 8. 8538 × 10 F。 0 — 由上式可计算出介电常数 ,结果见表 4。
a— 单一温度加热试样 ; b — 连续加热试样
图 2 红外吸收对照图
取 两 份 纳 米 SiC 质 量 分 数 为 2. 0%的 PAA 湿 膜 ,一份经单一温度加热固化 ,另一份经连续加热固 化 ,将制成的 P I/纳米 SiC 复合材料在阻抗分析仪上 进行测试 ,结果如表 3 所示 。
纳米 SiC 质 0 0. 2 0. 4 0. 8 1. 6 2. 0 量分数 / % 1 1 1 1 1 1 表面尺寸 / cm 2 厚度 /μm 35. 415 11. 123 10. 556 30. 496 50. 862 52. 644
2 结果与讨论 2. 1 固化工艺优化分析
分别采用常规单一温度加热法及不同温度连续 加热法对 PAA 湿膜进行加热脱水成环 ,并将制得的 P I/纳米 SiC 复合材料在 IR 仪上进行测试 , 结果如 图 2 所示 。由图 2 可知 , 不同温度连续加热固化产 物的红外吸收峰均明显比单一温度加热固化产物的 吸收峰强 。这是因为连续加热时试样受热均匀 , 且 内外部均受热充分 ,亚胺化更加完全 ,图 2 中两个试 - 1 样在 1 378、 1 502、 1 598 cm 处的吸收峰强弱差别非 常明显 ,所以连续加热固化比单一加热固化效果好 。
图 5 纯 P I及 P I/纳米 SiC 复合材料的 IR 谱图
b、 c、 d、 e试样均优于 a试样 ; 而且随纳米 SiC 含量的
增加 , 这些峰也是逐渐增强的 。 —O —Si—C —Si— 键和 环 状 —O —Si—C —Si— 键的存在证明了纳米
SiC 粒子的存在 ,而这些纳米 SiC 粒子总是以硅羟基
1. 3 试样制备
将 4, 4 ′ 2 二 氨基二苯醚加入 DMAC 中 , 制成澄 清、 透明溶液 ,在强力搅拌下将均苯四甲酸二酐加入
收稿日期 : 2007 202 2 27
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工程塑料应用
2007 年 ,第 35 卷 ,第 5 期
溶液中 ,搅拌 12 h,合成 PAA。将其分成若干份 , 加 入不同质量分数的纳米 SiC 粒子 ,并加入催化剂 ,强 力搅拌 6 h,得到 PAA /纳米 SiC 树脂 , 采用涂覆 、 流 涎法制成 PAA /纳米 SiC 湿膜 。取两份相同的 PAA / 纳米 SiC 复合湿膜 ,分别采用两种方法加热固化 ,一 种是将复合湿膜置于 200 ℃的恒温箱中加热固化 , 制成 P I/纳米 SiC 复合材料试样 ; 另一种是设定电热 鼓风恒温箱的升温速度为 20 ℃ /30 m in, 从室温开 始 ,在每次设定的温度下保持恒温 30 m in , 加热脱 水固化 ,直至 200 ℃为止 , 制得 P I/纳米 SiC 复合材 料试样 。纯 P I及 P I/纳米 SiC 复合材料试样的制备 工艺如图 1 所示 。不同 SiC 含量的试样规格列于表 2。