双马来酰亚胺树脂的应用(精)
第五章 双马树脂——【高性能树脂基体】
5.1.1 双马树脂的特点
● 双马树脂的特点：
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N RN
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● 具有典型热固性树脂的流动性和可模塑性； 良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、热膨胀系数小等优点； 克服了环氧树脂耐热性低、聚酰亚胺树脂固化温度高压力大的缺点； Tg高于250℃，使用温度177～230℃
5.1.2 合成路线
● 双马树脂的合成路线
● 由于BMI单体邻位羰基的吸电子作用，使双键成为贫电子键： 可通过双键与二元胺、酰胺、硫氢基、羟基等含活泼氢的化合物反应； 也可与环氧树脂反应； 可自聚。
5.2 双马树脂的固化与性能
● 常用的双马树脂一般采用BMI单体自聚交联反应
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N RN
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交联固化物
● BMI固化物由于含有酰亚胺以及交联密度高，具有优良的耐热性 使用温度一般在177～230℃，Tg一般大于250℃ 芳香族BMI的Tg高于脂肪族BMI，同时随交联密度提高 BMI固化物结构致密，有较高的强度和模量，但由于交联度高，分子链刚 性大，呈现较大的脆性，冲击强度差、断裂韧性低。
CH2 CH CH2 OH
● 其他烯丙基化合物：烯丙基醚、烯丙基酚、烯丙基胺、烯丙基双酚S、等 等
5.3.2 二元胺改性
● 二元胺改性BMI是最早采用的方3; NH2 R NH2
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N RN
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NH R NH
5.3.3 热塑性树脂改性
● 采用耐热性较好的热塑性树脂增韧BMI，可以在基本不降低树脂基体耐 热性和力学性能的前提下实现增韧。 常用的热塑性树脂：聚苯并咪唑（PBI)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI) 、聚醚酮(PEK/PEEK)等。
二苯醚双马来酰亚胺树脂
二苯醚双马来酰亚胺树脂摘要：1.简介二苯醚双马来酰亚胺树脂2.特性与应用领域3.制备与工艺4.市场前景与挑战5.总结正文：一、简介二苯醚双马来酰亚胺树脂二苯醚双马来酰亚胺树脂（DBME）是一种高性能的复合材料，具有出色的耐热性、耐腐蚀性和高强度。
其主要由二苯醚、双马来酰亚胺单体经过聚合反应而成，广泛应用于航空航天、国防、电子、化工等领域。
二、特性与应用领域1.耐热性：二苯醚双马来酰亚胺树脂在高温环境下具有优异的稳定性，能承受长时间的高温作用，不易分解。
2.耐腐蚀性：DBME具有良好的抗腐蚀性能，能在腐蚀性介质中保持稳定，适用于化工设备和建筑材料等领域。
3.高强度：DBME具有较高的力学强度，可用于制作航空航天、国防等高强度结构件。
4.应用领域：二苯醚双马来酰亚胺树脂已广泛应用于航空航天、国防、电子、化工、交通运输等领域。
三、制备与工艺1.制备：二苯醚双马来酰亚胺树脂的制备主要采用聚合反应，将二苯醚和双马来酰亚胺单体在催化剂的作用下进行聚合。
2.工艺：制备过程包括预处理、聚合、固化、后处理等步骤。
其中，预处理包括原料的干燥、粉碎和筛选；聚合过程中，催化剂的选用和反应条件对树脂性能具有重要影响；固化是将树脂转化为三维网络结构，提高其力学性能；后处理包括打磨、钻孔、切割等，以满足不同应用领域的需求。
四、市场前景与挑战1.市场前景：随着科学技术的不断发展，对高性能复合材料的需求不断增加，二苯醚双马来酰亚胺树脂在航空航天、国防等领域的应用前景广阔。
2.挑战：制备过程中，催化剂的选择和反应条件控制对树脂性能至关重要；此外，降低生产成本、提高生产效率以及环保要求也对行业发展带来挑战。
五、总结二苯醚双马来酰亚胺树脂作为一种高性能复合材料，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和高强度，广泛应用于航空航天、国防、电子、化工等领域。
制备过程中，催化剂的选择和反应条件控制对树脂性能至关重要。
随着市场需求的增长，行业面临着降低生产成本、提高生产效率和环保等方面的挑战。
双马来酰亚胺树脂固化反应
双马来酰亚胺树脂固化反应
双马来酰亚胺树脂的固化反应实际上就是树脂基体中的活泼双键打开发生体型交联的过程。
这种固化反应受温度影响，升温速率低时，高温固化反应平缓，没有明显的最大反应速度，高温峰只是一个弥散的肩峰；而升温速率高时，高温固化反应的速度相对加快，高温峰变大，形成了固化双峰。
另外，改性双马来酰亚胺树脂的固化反应具有多种不同的活泼双键，因此树脂具有高温和低温两种固化交联反应。
低温时固化反应速度较慢，若升温速率低，则固化时间长，交联点逐渐增加，体系粘度缓慢升高，交联反应进行较完全，但相对完全的低温固化反应导致体系交联点多，粘度大，在高温时交联的空间位阻增大，链段运动能力减小，因此高温固化反应的速率相对较小。
此外，通过傅里叶红外光谱分析和差示扫描量热分析发现，双马来酰亚胺改性酚醛氰酸酯树脂体系主要发生的共聚反应生成了嘧啶和吡啶结构。
并且在酚醛氰酸酯和双马来酰亚胺质量比为6:4时反应最为充分。
此时改性体系的表观活化能Ea为80.96KJ/mol，频率因子A为4.0×107S-1，反应级数n为0.927。
综上所述，双马来酰亚胺树脂的固化反应受温度和升温速率的影响较大。
同时，双马来酰亚胺改性酚醛氰酸酯树脂体系主要发生共聚
反应生成嘧啶和吡啶结构。
如需更多关于双马来酰亚胺树脂固化反应的信息，建议咨询化学领域专业人士或查阅相关科研文献。
新型双马来酰亚胺树脂的研究及在环氧树脂中的应用
胺 , 间 位 阻效 应 较 大 , 以 降 低 其 常 温 下 对 环 氧 树 空 可 脂 的 反应 活 性 , 长 使用 期 限 . 外 , 子链 上 带 了侧 延 另 分 基 , 加 了柔 顺 性 , 助 于 改 善 聚 胺 一酰 亚 胺 树 脂 的 增 有 溶 解 性 , 其 可 以溶 解 于 普 通 溶 剂 和 稀 释 剂 如 二 甲 使 苯 , 酮 , 乙烯 等 中 , 丙 苯 同时还 能 确 保 其 耐热 性 .该 耐
本 文 研 究合 成 了一 种 新 型双 马 来 酰 亚胺 树 脂 ( 以下简
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1 M 型 树 脂 的 合 成
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双酚a二苯醚型双马来酰亚胺树脂
双酚a二苯醚型双马来酰亚胺树脂双酚A二苯醚型双马来酰亚胺树脂是一种广泛应用于化学工业和材料领域的重要材料。
它具有很高的热稳定性、机械强度和耐腐蚀性能，并且可通过调整配方进行多种功能的定制。
首先，双酚A二苯醚型双马来酰亚胺树脂具有出色的热稳定性。
它能够在高温环境下保持稳定的性能，不易分解或失去物理性能，在一定程度上改善了材料的可靠性和使用寿命。
这使得它在诸如汽车发动机和电子器件等高温条件下的应用中备受青睐。
其次，这种树脂具有优异的机械强度。
它的高分子结构赋予了它出色的强度和刚性，能够承受较大的力学应力而不容易变形或破裂。
因此，它广泛应用于机械制造领域，如汽车零部件、飞机构件和工业设备等。
除此之外，双酚A二苯醚型双马来酰亚胺树脂还具有优异的耐腐蚀性能。
它能够抵御酸、碱、溶剂等多种腐蚀介质的侵蚀，从而保持材料的完整性和长期稳定性。
这使得它被广泛应用于化工设备、管道和储罐等领域，以确保设备的安全运行和延长使用寿命。
此外，双酚A二苯醚型双马来酰亚胺树脂具有很好的可调性。
通过调整不同的配方比例，可以得到不同的性能和功能。
例如，可以增加填料来提高力学强度和刚性，或者添加某些添加剂来提高其导热性能或电绝缘性能。
这为材料的多样化应用提供了广阔的空间。
总之，双酚A二苯醚型双马来酰亚胺树脂是一种在化学工业和材料领域中应用广泛的重要材料。
它的高热稳定性、优异的机械强度、耐腐蚀性能以及可调性使得它在众多应用领域中具有巨大的潜力和优势。
因此，持续的研究和开发对于推动其应用和进一步拓展其应用领域至关重要。
缠绕用改性双马来酰亚胺树脂体系性能的研究
第1期纤维复合材料㊀No.1㊀1142024年3月FIBER ㊀COMPOSITES ㊀Mar.2024缠绕用改性双马来酰亚胺树脂体系性能的研究李金亮,迟㊀波,高小茹,李㊀庚(哈尔滨玻璃钢研究院有限公司,哈尔滨150028)摘㊀要㊀采用T 型双马来酰亚胺树脂和脂肪族双马来酰亚胺树脂为基体树脂,通过添加稀释剂㊁增韧剂㊁不饱和芳烃型固化促进剂,制备了一种适用于缠绕工艺的低粘度改性双马来酰亚胺树脂体系,通过DSC 法确定了树脂体系的固化制度,考察了树脂固化物的耐热性能,采用缠绕工艺制备了国产T800复合材料单向板并测试了力学性能㊂结果表明,在35ħ时,树脂体系粘度为760MPa㊃s,固化物的玻璃化转变温度为287.7ħ,复合材料单向板0ʎ拉伸强度为2457.44MPa,模量为162.55Gpa,弯曲强度为1554.28MPa,层间剪切强度为62.45MPa,纤维与树脂匹配性能良好,力学性能优异㊂关键词㊀缠绕工艺;双马来酰亚胺树脂;复合材料;力学性能Study on the Performance of BismaleimideResin System for WindingLI Jinliang,CHI Bo,GAO Xiaoru,LI Geng(Harbin FRP Institute Co.,Ltd.,Harbin 150028)ABSTRACT ㊀A modified bismaleimide resin system with low viscosity was prepared for the process of winding,through adding diluent,toughening agent,and unsaturated aromatic curing accelerator into the matrix resins of T -type and aliphatic bismaleimide resins.The curing degree of the resin system was analyzed through DSC,the heat resistance of the cured resin was investigated,and the mechanical properties of T800unidirectional laminates fabricated by winding were tested.The vis-cosity of the resin system exhibits 760MPa㊃s at 35ħ,the glass transition temperature of the cured resin is 287.7ħ;the 0ʎtensile strength,modulus,bending strength,and interlaminar shear strength of the laminates is 2457.44MPa,162.55GPa,1554.28MPa,and 62.45MPa,respectively,which implies exceptional coMPatibility between fiber and resin,as well as superior mechanical properties of the composite.KEYWORDS ㊀filament winding;bismaleimide resin;composite;mechanical property通讯作者:李金亮,男,高级工程师㊂研究方向为树脂基体复合材料㊂E -mail:lijinliang219917@1㊀引言双马来酰亚胺(BMI)树脂是以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物,BMI 树脂是指用BMI 制备的树脂的总称,是聚酰亚胺树脂派生出来的一类热固性树脂[1-3]㊂随着高性能树脂基复合材料作为结构材料在航空航天领域中应用的不断扩大,人们对作为基体材料的树脂提出了越来越高的要求,不仅要求树脂基体具有良好的耐热性,还要求其兼具优良的韧性与㊀1期缠绕用改性双马来酰亚胺树脂体系性能的研究成型工艺性[2]㊂传统的环氧树脂尽管具有良好的工艺性,成型温度与压力也较易实现,但耐热性相对较差,难以满足航天结构材料对于耐热性日益提高的要求㊂聚酰亚胺树脂尽管耐热性较高,然而其成型工艺却具有相当大的难度,不仅成型温度高,反应时间长,而且成型压力较大,因而难于利用传统设备以及采用常规的辅助材料来制造结构零部件[4-7]㊂BMI可用与环氧树脂类同的一般方法进行加工成型,同时BMI具有优良的耐高温㊁耐辐射㊁耐湿热㊁吸湿率低和热膨胀系数小等一系列优良特性,克服了环氧树脂耐热性相对较差和聚酰亚胺树脂成型温度高㊁压力大的缺点,因此,近二十年来BMI得到了迅速的发展和广泛的应用[8-9]㊂尽管BMI具有良好的耐热性能和力学性能,但未经改性的BMI树脂存在着交联密度高㊁熔点高㊁溶解性差㊁成型温度高以及固化韧性差等缺点[10-14]㊂为了满足航空航天领域对双马来酰亚胺树脂体系的应用需求,对双马来酰亚胺树脂进行了改性,制备了一种适用于缠绕缠绕工艺的双马来酰亚胺树脂体系,并对树脂体系的耐热性能及复合材料力学性能进行研究㊂2㊀实验部分2.1㊀主要原材料双马来酰亚胺树脂(BMI),烯丙基双酚A树脂(O-DABPA),洪湖市双马新材料科技有限公司㊂脂肪族双马来酰亚胺树脂,二烯丙基双酚A 醚,陕西硕博电子材料有限公司㊂碳纤维HF40S,江苏恒神股份有限公司㊂2.2㊀主要实验仪器差示扫描量热仪(DSC),Pyris6型,美国Per-kin-Elmer公司;动态热机械仪,DMA8000型,美国Perkin-Elmer;万能材料试验机,Instron5500R,美国Instron 公司;数控缠绕机,4FW500ˑ1000+,哈尔滨复合材料设备开发有限公司;行星搅拌机,DMS-XJB-5L型,湖南麦克斯搅拌捏合设备有限公司;触摸屏数显粘度计:LC-NDJ-9T,力辰科技㊂2.3㊀缠绕用双马来酰亚胺树脂体系的制备将烯丙基双酚A树脂㊁T型双马来酰亚胺树脂和脂肪族双马来酰亚胺树脂按相应的比例进行称量,称量后的树脂加入反应釜内,通过控制反应釜的反应温度㊁搅拌速度及搅拌时间,使树脂在反应釜内进行预聚合,聚合结束后将反应釜内的树脂进行降温,加入稀释剂㊁增韧剂和促进剂,搅拌均匀,得到缠绕用双马来酰亚胺树脂体系㊂2.4㊀缠绕复合材料单向板的制作将配制好的双马来酰亚胺树脂倒入预热好的胶槽中,向缠绕机输入缠绕程序,进行环向层的缠绕,缠绕结束后断纱,合模,将芯模与分瓣模组装在一起,沿垂直纤维方向慢慢将纤维切断,进行单向板固化㊂固化结束后,将产品降温,当温度降至室温后,取出单向板,按照图纸对复合材料单向板进行加工㊂2.5㊀测试方法2.5.1㊀DSC固化曲线的测定将自制双马来酰亚胺树脂体系胶液在N2气氛下进行DSC测试,测试温度范围为30ħ~400ħ,升温速率分别为5ħ/min㊁10ħ/min㊁15ħ/min㊁20ħ/min㊂2.5.2㊀复合材料理化性能测试复合材料纤维体积含量测试参照GB/T3855-2005执行,固化度测试参照GB/T2576-2005执行㊁复合材料密度测试按GB/T1463-2005执行㊂2.5.3㊀复合材料力学性能测试复合材料拉伸强度㊁弹性模量测试参照GB/T 3354-2014执行,压缩强度㊁弹性模量测试参照GB/T5258-2008执行,弯曲强度㊁弹性模量测试参照GB/T3356-2014执行,层间剪切强度测试参照JC/T773-2010执行㊂3㊀结果与讨论3.1㊀自制双马来酰亚胺树脂体系粘度和适用期在制备纤维缠绕用树脂基体时,应使缠绕制品具有高的层间剪切强度和较高的与纤维相匹配的断裂延伸率,此外,还要考虑树脂体系的工艺性能,目前大多数缠绕制品是采用湿法缠绕工艺,这种工艺所采用的是低粘度的液体树脂体系㊂粘度和适用期是树脂胶液能否适用湿法缠绕工艺的一个基本因素,粘度过大,纤维无法完全浸润,容易夹带气511纤维复合材料2024年㊀泡,影响复合材料的致密性㊂粘度过小,纤维束不能有效粘附胶液,造成复合材料贫胶[1]㊂自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-温度变化关系曲线如图1所示,自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-时间变化关系曲线如图2所示㊂图1㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-温度曲线图图2㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-时间曲线图缠绕双马来酰亚胺树脂体系的粘度和适用期是树脂实际使用中的重要指标,不同温度下树脂体系的粘度不同,因此对树脂体系粘度的测定是十分必要的[1]㊂由图1可知,在35ħ温度下,缠绕双马来酰亚胺树脂体系的粘度为760MPa㊃s㊂随着温度的升高,树脂体系粘度不断降低,当树脂温度达到75ħ时,树脂体系粘度极低,达到了293MPa㊃s㊂在45ħ温度下,树脂体系的粘度为685MPa㊃s,放置8h 后,树脂体系的粘度仍低于800MPa㊃s,能够满足缠绕工艺对树脂体系粘度的要求㊂3.2㊀缠绕用双马来酰亚胺树脂体系固化制度的确定为了使固化物能充分反映出本身应有的性能,不但要有最佳的比例,还必须要有合理的固化制度㊂所谓固化制度就是确定温度和时间两个匹配条件,使树脂和固化剂充分交联反应,形成交联密度很高的体型结构聚合物,以保证宏观的力学性能[1]㊂自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下测得的DSC 曲线如图3所示㊂图3㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的DSC 曲线图温度强烈地影响着分子运动速度和振动幅度,是提供反应所需能量的必要条件,对反应速度乃至交联结构有决定性的影响[1]㊂由图3可知,自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在5ħ/min㊁10ħ/min㊁15ħ/min㊁20ħ/min 的升温速率下均可得到单一的放热峰㊂自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的DSC 反应参数如表1所示㊂表1㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的DSC 反应参数System β/(K /min)T i /KT p /KT f /K әΗ/(J /g)BMI 树脂体系5479.227514.41541.63-179.67910488.8526.44562.35-218.74815495.2533.539569.496-190.50420508.408541.35581.75-195.451由表1可知,随着升温速率的提高,树脂的起始反应温度(T i)㊁峰值温度(T p)㊁反应结束温度(T f )均不断提高,利用β外推法及结合树脂实际固化工艺试验,确定了树脂体系的固化制度为100ħ/2h +125ħ/2h +185ħ/1h +235ħ/3h +270ħ/2h,升温速率为1ħ/min ~3ħ/min㊂3.3㊀缠绕用双马来酰亚胺树脂体系耐热性的研究按上述确定的固化制度制备了树脂浇铸体及复合材料,固化度达到了93%以上,能够满足使用要求,自制缠绕双马来酰亚胺树脂固化物的DMA 测试曲线如图4所示㊂DMA 法可以反映在强迫振动下材料的储能模量(Eᶄ)及损耗因子(tanδ)随温度的变化情况,611㊀1期缠绕用改性双马来酰亚胺树脂体系性能的研究图4㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂固化物的DMA 曲线用于测试材料的玻璃化转变温度,由图4可以看出,tanδ曲线的峰值温度为287.7ħ,即树脂的玻璃化转变温度为287.7ħ㊂在温度低于200ħ时,树脂的储能模量变化不大,说明在200ħ下,树脂耐热性能优异㊂为了进一步研究树脂的耐热性能,对树脂固化物的热分解温度(TGA)进行了研究,如图5所示㊂图5㊀缠绕双马树脂浇铸体热分解温度曲线图由图5可知,缠绕BMI 树脂浇铸体失重5%时的热分解温度为379.59ħ,失重50%时的热分解温度为455.24ħ,可以看出缠绕BMI 树脂浇铸体具有很好的耐温性,这种耐温性与其分子结构有关,BMI 分子中都含有酰亚胺环,除脂肪族外,都含有芳环结构,有的还含有稠环结构,这些刚性结构存在于BMI 分子主链中是其耐温的根本原因㊂3.4㊀复合材料力学性能及理化性能目前在国内航空领域,用作先进树脂基复合材料的碳纤维增强体主要是T700和T800,试验采用了自制缠绕BMI 树脂体系与国产T800碳纤维通过缠绕工艺制备了复合材料单向板,并对单向板的力学性能进行了研究,0ʎ和90ʎ单向板拉伸强度㊁弹性模量的测试值分别如表2和表3所示㊂表2㊀0ʎ单向板拉伸强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa112.60 2.0765*******.43163.00212.61 2.03656162563.30164.70312.54 2.00617682462.84156.00412.61 2.10634372395.57166.60512.60 2.00590712344.09162.43X 2457.44162.55S 89.45 4.00CV0.0360.025表3㊀90ʎ单向板拉伸强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa124.85 2.0991917.698.21224.92 2.0890917.548.63324.85 2.0889117.248.51424.82 2.0785316.608.84524.70 2.0877615.108.70X 16.848.58S 1.050.24CV 0.0630.028由表2㊁表3可以看出,复合材料单向板0ʎ拉伸强度平均值为2457.44MPa,最大值为2563.30MPa,90ʎ单向板拉伸强度平均值16.84MPa,最大值为17.69MPa,呈现出了较高的常温力学性能㊂0ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量和90ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量测试值分别如表4和表5所示㊂表4㊀0ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa110.08 2.021*******.85148.28210.07 2.021*******.17154.77310.13 1.99203691010.43155.85410.07 2.021*******.15158.28510.06 1.9719080962.75148.48X 913.27153.13S 71.10 4.52CV 0.0780.030表5㊀90ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa19.95 2.042030100.018.3829.97 2.01197598.558.3539.96 2.05187091.598.3949.86 2.01192497.088.5759.87 2.03157378.518.51711纤维复合材料2024年㊀编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPaX93.158.44S8.780.09 CV0.0940.011由表4和表5可以看出,0ʎ单向板压缩强度平均值为913.27MPa,最大值为1010.43MPa,90ʎ单向板压缩强度平均值为93.15MPa,最大值为100.01MPa,呈现出典型的复合材料力学性能㊂单向板弯曲强度㊁弹性模量和层间剪切强度测试值分别如表6和表7所示㊂表6㊀弯曲强度、弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa112.68 2.0810281855.16162.56 212.72 2.057541396.41154.00 312.65 2.108541515.53158.44 412.64 2.088261495.35163.01 512.63 2.058091508.94166.60 X1554.28160.92 S174.99 4.83 CV0.1130.030表7㊀层间剪切强度编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa110.18 2.07177163.03210.17 2.06171561.40310.15 2.07180564.43410.13 2.07169460.59510.18 2.06175662.80X62.45S 1.50CV0.024由表6可以看出,复合材料单向板弯曲强度平均值为1554.28MPa,最大值达到了1855.16MPa㊂复合材料层间剪切强度为62.45MPa,说明树脂体系与国产T800碳纤维浸润性良好,界面性能优异,纤维能够很好的发挥强度㊂4㊀结语(1)采用两种双马来酰亚胺树脂单体作为基体树脂,通过添加稀释剂㊁增韧剂及促进剂,制备了一种适用于缠绕工艺的低粘度改性双马来酰亚胺树脂体系㊂(2)通过DSC法测试了改性双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的放热反应,确定了树脂体系的固化制度㊂(3)采用DMA法及TGA法分别测试了改性双马来酰亚胺树脂浇铸体的玻璃化转变温度及热分解温度,浇铸体耐热性能优异㊂(4)采用缠绕工艺制备了复合材料单向板,纤维与树脂的界面性能良好,复合材料力学性能优异㊂参考文献[1]哈玻编著,纤维缠绕技术[M].北京:科学出版社,2022.[2]黄志雄,彭永利等编著.热固性树脂复合材料及其应用[M].北京:化学工业出版社,2006.[3]李金亮,高小茹.改性双马来酰亚胺树脂预浸料性能研究[J].民用飞机设计与研究,2020(01):121-124. [4]徐淑权,蔡建,胡秉飞.湿法缠绕用树脂体系粘度及固化动力学研究[J].化工新型材料,2016,44(3):199-201. [5]Wang Haimei,Zhang Yuechao,Zhu Lirong,et al.Curing behavi-on and kinetics of epoxy resins cured with liquid crystalline curing a-gent[J].J Therm Anal Calorim,2012,107(3):1205-1211.[6]刘宁,张光喜,等.碳纤维复合材料壳体湿法缠绕用高性能树脂基体的研究[J].合成材料老化与应用,2023,52(3):1 -4.[7]Liu Yinling,Cai Zhiqi,Wang Weicheng,et al.Mechanical prop-erties and morphology studies of thermosets from a liquid-crystalline epoxy resin with biphenol and aromatic ester groups[J].Macro-mod Mater Eng,2011,296(1):83-91.[8]张敏,杨洋,雷毅.缠绕用无溶剂低温固化双马来酰亚胺树脂体系[J].热固性树脂,2007,22(1):1-4.[9]Xu Yilei,Dayo A Q,Wang Jun,et al.Mechanical and thermal properties of a room temperature curing epoxy resin and related hemp fibers reinforced composites using a novel in-situ genetated curing agent[J].Materials Chemistry and Physics,2018,203:293-301.[10]刘丽,李勇,等.高效湿法缠绕用环氧树脂配方及其复合材料性能[J].航空动力学报,2020,35(2):378-387. [11]王明,郑志才,等.湿法缠绕用耐温环氧树脂体系研制与性能[J].工程塑料应用,2022,11,50(11).[12]肖亚超,郑志才,等.湿法缠绕成型工艺研究进展[J].化工新型材料,2019,47(增刊).[13]廖国峰,沈伟,等.碳纤维用湿法缠绕成型工艺环氧树脂研究[J].化工新型材料,2021,49(8):101-105. [14]魏程,李刚,等.低成本中温固化湿法缠绕用树脂基体及其国产碳纤维复合材料[J].纤维复合材料,2017,34(04):3-8.811。
双马来酰亚胺树脂
1.1引言先进树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、耐高温和极强的材料性和可设计性而成为发展中的高技术材料之一。
其在航空、航天工业中的应用也显示了独特的优势和潜力，被认为是航空、航天材料技术进步的重要标志[1]。
而基体树脂则是决定复合材料性能优劣的一个关键因素。
作为先进树脂基复合材料的基体树脂，它不仅要有优良的机械性能（尤其是断裂韧性）、耐热、耐湿热、耐老化、耐腐蚀等，而且还要有良好的加工性。
但现有树脂存在的主要问题是不能将高温性能、耐湿热性、韧性及加工性有机地统一起来。
目前用于先进树脂基复合材料的基体树脂主要是环氧树脂、聚酰亚胺树脂和双马来酰亚胺树脂。
环氧树脂具有优良的加工性，但耐湿热性能差，已逐渐不能满足高性能的要求。
聚酰亚胺树脂具有突出的耐热性、耐湿热性能，但其苛刻的工艺条件限制了其应用。
双马来酰亚胺（BMI ）树脂是今年来发展起来的一种新型耐热高聚物[2]，它的价格比较便宜，其成型加工的条件也不是十分的苛刻。
采用间接法合成在加工中没有小分子放出，故使得制品无气隙。
除了作为复合材料的母体树脂外，也可以作压塑料、涂料、胶粘剂等。
在200C〜220C—万小时老化后仍无明显的降解现象发生。
它还能耐射线，在5X109rad照射下机械性能不发生变化。
它广泛用于航空、航天和机电等高科技领域。
BMI 不仅具有聚酰亚胺树脂的耐热性、耐侯性、耐湿热性的优点，而且具有类似于环氧树脂的成型工艺性，是目前备受青睐的的高性能聚合物之一。
1.2双马来酰亚胺树脂概述双马来酰亚胺（BMI）树脂是由聚酰亚胺树脂体系派生出来的一类树脂体系，是以马来酰亚胺（MI ）为活性端基的双官能团化合物，其树脂具有与典型热固性树脂相似的流动性和可塑性，可用与环氧树脂相同的一般方法加工成型。
同时它具有聚酰亚胺树脂的耐高温、耐辐射、耐潮湿和耐腐蚀等特点[3]，但它同环氧树脂一样，有固化物交联密度很高使材料显示脆性的弱点，溶解性能差。
双马来酰亚胺树脂固化物具有良好的耐高温性、耐辐射性、耐湿性及低吸水率，作为高强度、高模量和相对低密度的高级复合材料树脂，虽然已在航空航天业，电子电器业，交通运输业等诸多行业中日益获得广泛的应用，但是，经常使用的BMI 结构的双马来酰亚胺树脂在丙酮中的溶解度小，不能用于预浸料，给加工带来不便[4]。
BMI树脂的结构简介.
理 化 性 质
录
Hale Waihona Puke 1简介双马来酰亚胺树脂(BMI)是由聚酰亚胺树脂派生的一类
树脂体系,具有优异的耐辐射、耐湿热、耐高温、良好的 力学性能和尺寸稳定性等特性,常用做先进复合材料的树 脂基体、耐高温绝缘材料和耐高温胶粘剂等,被广泛应用 于航空、航天、机械、电子等领域中。然而单纯的BMI
因其熔点高、固化产物交联密度较高、脆性较大等缺点,
3
理化性质
熔点：155-159℃ 沸点：584.9°Cat760mmHg 折射率：1.689 闪光点：278.3°C 密度：1.43g/cm3 水溶性： Insoluble(Ibsolubleintoluene,solubleinDMF,THF) 蒸汽压：1.15E-13mmHgat25°C 外观：黄色晶体
不能完全满足加工工艺和使用性能上的需要。
2
结构特点
在BMI单体中，由于两个羰基的 存在，碳碳双键是高度缺电子 的。因此，即使在温和的条件 下，BMI的活性也较高，所以不 管自由基引发剂或阴离子催化 剂存在与否，热固化反应都会 通过加聚反应发生。
2
结构特点
结构简式
2
结构特点
双马来酰亚胺是以马来酸酐和二元胺为主要原 料，经缩聚反应得到，反应方程式如下：
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关丽涛tttl简介双马来酰亚胺树脂bmi是由聚酰亚胺树脂派生的一类树脂体系具有优异的耐辐射耐湿热耐高温良好的力学性能和尺寸稳定性等特性常用做先进复合材料的树脂基体耐高温绝缘材料和耐高温胶粘剂等被广泛应用于航空航天机械电子等领域中
BMI树脂的结构简介 tt
主讲人：关丽涛
1
2
3
目
简 介
结 构 特 点
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双马来酰亚胺树脂
双马来酰亚胺树脂双马来酰亚胺树脂概述•双马来酰亚胺（BMI）树脂是由聚酰亚胺树脂体系派生出来的一类树脂体系，是以马来酰亚胺（MI）为活性端基的双官能团化合物，其树脂具有与典型热固性树脂相似的流动性和可塑性，可用与环氧树脂相同的一般方法加工成型。
同时它具有聚酰亚胺树脂的耐高温、耐辐射、耐潮湿和耐腐蚀等特点，但它同环氧树脂一样，有固化物交联密度很高使材料显示脆性的弱点，溶解性能差。
双马来酰亚胺的一般结构双马来酰亚胺是以马来酸酐和二元胺为主要原料，经缩聚反应得到•反应方程式如下：BMI单体•一般来说，单体的合成路线为：首先，2mol马来酸酐与1mol二元胺反应生成双马来酰亚胺酸，然后，双马来酰亚胺酸环化生成ＢＭＩ。
•选用不同结构的二胺和马来酸酐，并采用合适的反应条件，工艺配方，提纯及分离方法等，可获得不同结构与性能的ＢＭＩ单体。
•ＢＭＩ单体多为结晶单体，脂肪族一般具有较低的熔点，而芳香族ＢＭＩ的熔点相对较高；不对称因素（如取代基）的引入将使ＢＭＩ晶体的完善程度下降，熔点降低。
一般来说，为了改善ＢＭＩ树脂的工艺性能，在保证ＢＭＩ固化物性能满足要求的条件下，希望ＢＭＩ单体有较低的熔点。
常用的ＢＭＩ单体，一般不溶于普通有机溶剂，如丙酮，乙醇等，只能溶于二甲基甲酰胺等强极性溶剂。
性能特点⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧较好的介电性定性良好的力学性和尺寸稳阻燃性耐辐射透波性电绝缘性耐热性双马来酰亚胺溶解性•常用的BMI单体不仅能溶于有机试剂,如丙酮、氯仿中，而且能溶于二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等强极性、毒性大、价格高的溶剂中。
这是由于BMI的分子极性以及结构的对称性所决定的。
耐热性•BMI由于含有苯环、酰亚胺杂环及交联密度较高而使其固化物具有优良的耐热性，其Tg一般大于250℃，使用温度范围为177℃～232℃左右。
脂肪族BMI中乙二胺是最稳定的，随着亚甲基数目的增多起始热分解温度(Td)将下降。
复合增韧双马来酰亚胺原理_概述说明以及解释_
复合增韧双马来酰亚胺原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述复合增韧双马来酰亚胺原理是一种用于提高材料强度和韧性的新型技术。
该原理主要基于复合材料的概念，并通过引入双马来酰亚胺（BMI）来增加材料的硬度和耐久性。
复合材料是由不同成分的两个或更多相组成，可以结合各种特性以达到所需的材料性能。
1.2 文章结构本文将从三个方面对复合增韧双马来酰亚胺原理进行详细介绍。
首先，我们将概述本文研究内容和结构，为读者提供整体把握。
其次，我们将深入探讨复合材料的概念以及增韧机制的原理和应用。
最后，我们还将讨论现有问题并提出改进与优化方向。
1.3 目的本文旨在全面阐述复合增韧双马来酰亚胺原理，并探索其在实验和应用中的潜力。
同时，我们希望通过分析现有问题，并提出改进方法和优化方向，为未来研究提供参考。
通过对该原理的详细说明和讨论，我们希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考和指导。
以上是“1. 引言”部分的内容。
2. 复合增韧双马来酰亚胺原理:2.1 复合材料概念:复合材料是由两种或更多种不同组分组成的，具有明显界面和协调工作的材料。
通常是将一种或多种纤维或颗粒状增强相与连续相（基体）结合在一起形成的。
复合材料具有优异的力学性能、减轻重量、提高刚度和强度等特点，因此被广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑结构等领域。
2.2 增韧机制介绍：增韧是指通过对复合材料进行改性，使其能够在拉伸或冲击等载荷下表现出更好的韧性。
常见的增韧机制包括斜交层、吸能微裂纹和位错抗行进等。
- 斜交层: 通过在复合材料中引入不同方向的纤维层，使其在受到外力时能够产生微小的位移，从而吸收冲击力并阻碍裂纹扩展。
- 吸能微裂纹: 在复合材料中添加一些可拉断的微裂纹，以吸收能量并阻止裂纹扩展。
- 位错抗行进: 将位错线引入到复合材料中，增加了其变形能力和韧性。
2.3 双马来酰亚胺引入与作用:双马来酰亚胺（BMI）是一种高性能的热固性树脂，具有优异的耐高温、耐化学品和机械性能。
双马来酰亚胺树脂_二胺体系溶解性改性研究
=收稿日期>2005-06-17=作者简介>伦刚(1978)),男,陕西兴平人,硕士研究生,主要从事高性能树脂基体及其复合材料的研究。
双马来酰亚胺树脂/二胺体系溶解性改性研究伦刚,舒武炳,蔡 娟,昝丽娜(西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安,710072)摘 要:在二胺改性双马来酰亚胺树脂中加入少量改性剂A 可制得1种能溶于丙酮的双马来酰亚胺树脂。
研究结果表明,室温下该预聚体在丙酮中具有优良的溶解性及良好的贮存稳定性。
预聚体可配成质量分数为58%~70%溶液,下限临界质量分数W c<3113%,满足复合材料基体浸渍液的浓度要求。
此外,该预聚体具有较高的反应性能和耐热性,有望用作高性能复合材料的候选基体树脂。
关键词:双马来酰亚胺树脂;改性剂A;溶解性;丙酮中图分类号:T Q32317 文献标识码:A 文章编号:1002-7432(2005)06-0001-04Study on dissolubility modification of bismaleimide resin/diamineYU N Lun-gang,SHU Wu-bing,CAI Juan,ZAN Li-na(Dep ar tment of A pp lication Chemistry ,College of Science,Northw estern PolytechnicalUniversity ,X i c an 710072,China)Abstract:A new kind of bism aleimide resin w hich could be dissolved in acetone was prepared by bismaleimide,diamine,modifier A.The result indicated that the prepolymer had good dissolubility in acetone and good re -served stability under room temperature.The prepolymer c s solubility in acetone was above 58%and below 70%,and lower critical concentration,W c was low er 3113%.So it could meet composite impregnant.Be -sides,the prepolymer had active reaction and good thermal stablity.Thus,the resin could be used for high per -form ance composites matrix resin.Key words:bismaleimide;modifier A;dissolubility;acetone 0 引 言双马来酰亚胺树脂(BMI)是一类耐高温的复合材料树脂基体。
双马来酰亚胺树脂的密度_理论说明以及概述
双马来酰亚胺树脂的密度理论说明以及概述1. 引言1.1 概述双马来酰亚胺树脂作为一种高性能的聚合材料在工业领域中得到了广泛的应用。
其独特的化学结构和优异的物理性质使其在复合材料、涂料、胶粘剂等诸多领域都具有重要的应用价值。
密度作为双马来酰亚胺树脂的基本物理参数，在制备和应用过程中起着至关重要的作用。
1.2 文章结构本文将对双马来酰亚胺树脂的密度进行理论说明，并介绍实验研究方法以及计算结果分析。
文章包括五个主要部分，分别是引言、双马来酰亚胺树脂的密度理论说明、实验研究方法、理论模型与计算结果分析以及结论与展望。
1.3 目的本文旨在对双马来酰亚胺树脂的密度进行全面认识和探讨，通过对其密度与性质之间关系的研究，揭示出密度在双马来酰亚胺树脂制备和应用中的重要作用。
同时，通过实验研究方法和理论模型的介绍，为后续研究提供参考与借鉴。
最后，通过总结现有研究结果并展望未来的研究方向，为双马来酰亚胺树脂的应用提供更加科学合理的依据。
以上就是引言部分的详细内容，请根据需要对文本进行修改和完善。
2. 双马来酰亚胺树脂的密度理论说明2.1 双马来酰亚胺树脂的概念和特点双马来酰亚胺树脂是一类重要的高性能聚合物材料，具有很高的热稳定性、力学强度和抗化学腐蚀性能。
它们广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
这类树脂由双马来酰亚胺单体（BMI）通过缩聚反应形成，其中产物为线性或交联聚合物。
2.2 密度的定义和作用密度是物质单位体积内所包含质量的多少，常用以表示物质紧密程度的物理量。
对于双马来酰亚胺树脂而言，其密度可以用于判断其分子结构、材料性能以及与其他物质之间相互作用等方面。
2.3 密度与双马来酰亚胺树脂性质之间的关系双马来酰亚胺树脂的密度受多种因素影响，如化学结构、分子量以及晶型等。
首先，在化学结构方面，双马来酰亚胺单体中的官能团种类和位置将直接影响树脂分子的质量。
此外，分子量也会对密度产生影响。
具有较高分子量的树脂往往具有更高的密度。
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双马来酰亚胺树脂的应用
学校名称：华南农业大学
院系名称：材料与能源学院
时间：2017年2月27日
因为双马来酰亚胺树脂具有热固性树脂相似的流动性和可模塑性及优异的电绝缘性、透波性、阻燃性、良好的力学性能、尺寸稳定性，所以被广泛应用于航天、电子和交通运输等部门。
目前双马来酰亚胺树脂已广泛用于各高技术领域中。
(l)在航天中的应用
双马来酰亚胺在航空航天中的应用主要是由于BMI能与碳纤维复合，制备连续纤维增强复合材料。
该材料主要用于飞机上的承力或非承力构件，比如飞机执身和骨架、尾翼及机翼蒙皮等。
为了适应新型歼击机的需要，在 1986 年我国开展了对双马来酰亚胺复合材料的研究。
我国研制的第一个通过国家鉴定的双马来酰亚胺树脂基体是 QY89ll。
它已在五种飞机及导弹结构上获得应用。
(2)在雷达天线罩中的应用
随着作战技术的高速发展，故对作战飞机及雷达天线罩的性能要求也变得越来越高。
先雷达天线罩应具有良好的电绝缘性和力学性、高频电磁波透过性、耐环境等性能，故树脂基体是决定雷达天线罩性能的关键因素。
目前国外应用的树脂基体主要是高性能环氧树脂和聚酰亚胺(PI)，国内应用的树脂基体主要是酚醛树脂和环氧树脂。
由于环氧树脂和酚醛树脂的介性能和耐热性能满足不了先进雷达天线罩的要求，故这也要求对聚酰亚胺（PI）进行研究，目前的主要问题是其复杂的成型工艺和高的成型温度。
(3)在耐磨材料中的应用
双马来酰亚胺作为一种新型耐热热固性树脂，可在200℃左右高温中连续使用，其成型工艺简单，成型过程中无挥发物产生。
双马来酰亚胺树脂作为耐磨材料使用时与偶材料存在黏着磨损问题。
因此，人们通过引入调节剂来改善双马来酰亚胺树脂与对偶材料的黏着磨损问题。
(4)在其他领域中的应用
由于导弹发射后在飞往目标的过程中处于极热冲击环境，这就要求机构具有良好的力学性能和耐高温性能。
故研究出耐高温有机复合材料的机构是至今研究的主题。
研究结果表明具有质轻、易加工的双马来酰亚胺和氰酸酯应用于该复合材料中，有望用于超声速空中截击导弹弹体的零部件。
因此，双马来酰亚胺树脂由于其耐热性能突出，特别是聚合过程无低分子挥发物产生引起了人们的重视。
成都飞机工业公司与四川联大就以双马来酰亚胺为基体，高强度玻璃布和碳布增强材料，制得的复合材料已经在航空工业中进行模具试制研究。