双马来酰亚胺
双马来酰亚胺合成方法
双马来酰亚胺合成方法嘿,咱今儿就来讲讲双马来酰亚胺的合成方法!这玩意儿可神奇了,就好像是化学世界里的一把小钥匙,能打开好多奇妙的大门呢。
你想想看,要合成双马来酰亚胺,就像是搭积木一样,得把各种小零件准确地组合在一起。
一般来说呢,有几种常见的办法。
有一种方法就像是精心烹饪一道美味佳肴。
先把各种原料准备好,然后在合适的条件下让它们发生反应。
就好像炒菜时掌握火候和调料的搭配一样,这里也得把握好温度、时间这些关键因素呢。
要是稍微有点偏差,那可就不是我们想要的双马来酰亚胺啦,说不定会变成啥奇怪的东西。
还有一种方法呢,就像是一场精心编排的舞蹈。
各种反应物按照特定的顺序和节奏舞动起来,最终才能呈现出完美的双马来酰亚胺之舞。
这里面的门道可多啦,哪一步该快,哪一步该慢,都得心里有数。
当然啦,合成双马来酰亚胺可不是随随便便就能成功的事儿。
这就好比你要盖一座漂亮的房子,得一砖一瓦地用心去建。
从选择原料开始,就得精挑细选,可不能马马虎虎。
然后在合成的过程中,要时刻关注着反应的情况,就像守护着自己最宝贝的东西一样。
你说要是不仔细,不小心出了岔子,那多可惜呀!好不容易准备了半天,结果因为一点小失误就前功尽弃,那不得懊恼死啦!所以啊,在合成双马来酰亚胺的时候,可得打起十二分的精神来。
而且哦,不同的合成方法还有各自的特点和优势呢。
有的方法可能比较简单直接,但可能产量不高;有的方法可能比较复杂,但能得到高质量的产品。
这就跟我们选衣服似的,有的款式好看但不实用,有的实用但样子普通,得根据自己的需求来选择呀。
咱再想想,要是能把双马来酰亚胺合成得特别好,那能做出多少好东西来呀!它可以用在各种高科技领域呢,就像给这些领域注入了一股神奇的力量。
总之呢,双马来酰亚胺的合成方法可真是一门大学问。
咱得好好研究,认真对待,才能真正掌握这门技术,让它为我们的生活带来更多的便利和惊喜。
你说是不是呀?可别小瞧了这小小的双马来酰亚胺哦!。
2024年双马来酰亚胺市场前景分析
2024年双马来酰亚胺市场前景分析引言双马来酰亚胺是一种重要的化学品,广泛应用于多个行业中。
本文将对双马来酰亚胺市场的前景进行分析,并探讨其发展趋势和潜在机遇。
1. 双马来酰亚胺概述双马来酰亚胺是一种含有两个马来酰亚胺结构的化合物,具有良好的热稳定性和机械性能。
它广泛应用于塑料、涂料、粘合剂、橡胶等领域,被认为是一种多功能化学品。
2. 双马来酰亚胺市场现状目前,双马来酰亚胺市场持续增长并呈现积极态势。
这主要得益于以下因素:2.1 塑料工业需求增加随着全球工业化的推进,塑料制品需求不断增长,从而带动了双马来酰亚胺市场的扩大。
双马来酰亚胺在塑料工业中广泛用于改善产品的强度和耐热性能,满足不同领域的需求。
2.2 汽车工业的发展汽车工业是双马来酰亚胺的重要应用领域之一。
随着全球汽车销量的增加以及对汽车性能要求的提高,对于高性能材料的需求也在增加。
双马来酰亚胺在汽车工业中被广泛应用于制动系统、发动机部件等。
2.3 航空航天行业需求航空航天行业对高性能材料的需求异常强劲,而双马来酰亚胺正是一种性能优异的化学品。
在航空航天领域,双马来酰亚胺被用于制作轻量化的材料、耐高温部件等。
3. 双马来酰亚胺市场前景3.1 技术创新双马来酰亚胺市场在技术创新方面具有广阔的发展前景。
随着科学技术的不断进步,研发人员将不断寻找新的制备方法和应用领域。
新技术的引入将进一步提高双马来酰亚胺的性能,拓宽其应用范围。
3.2 多领域需求增加双马来酰亚胺在多个领域都具有广泛的应用前景。
随着经济的发展和产业的多样化,各行各业对高性能材料的需求将持续增加,从而推动双马来酰亚胺市场的发展。
3.3 新兴市场的崛起发展中国家的快速工业化进程将推动双马来酰亚胺市场的增长。
新兴市场国家的经济发展带动了相关行业的发展,同时也对高性能材料的需求增加,促进了双马来酰亚胺市场的繁荣。
4. 双马来酰亚胺市场挑战4.1 环境和安全问题双马来酰亚胺的生产和使用过程中可能会对环境造成一定的污染,这对于环保意识逐渐增强的社会来说是一个挑战。
BMI树脂的结构简介.
因其熔点高、固化产物交联密度较高、脆性较大等缺点,
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:
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
THANKS!!!
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ຫໍສະໝຸດ tttl理 化 性 质
录
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
聚氨基双马来酰亚胺介绍
聚氨基双马来酰亚胺介绍1、发展史1969年法国Rhone-Poulenc公司首先开发成功凯里末德(Kerimid 601)双马来酰亚胺预聚体。
该聚合物在固化时不发生副产物气体,容易成型加工,制品无气孔。
它是先进复合材料的理想母体树脂和层压材料用树脂(Kerimid)。
该公司以这种树脂为基础,制备了压缩和传递模塑成型用材料(Kinel)。
聚氨基双马来酰亚胺具有良好的综合平衡性能,其耐热温度高,在350℃下也不发生分解,加上原料来源广泛,价格便宜,因此,近年来发展了许多品种。
目前,正在开发交联型材料,以丙烯型增韧剂改性提高机械强度,用双马来酰亚胺酸脱醇环化制备双马来酰亚胺单体,改善工艺,降低成本,加速聚氨基双马来酰亚胺的发展。
预测到20世纪末前,该树脂要求将以每年15%的速度递增。
我国对聚氨基双马来酰亚胺的研究开发,从20世纪70年代中期开始,目前仍处于试制开发阶段。
2、主要生产方法聚氨基双马来酰亚胺的生产方法有两种:一是以顺丁烯二酸酐与芳族二元胺反应合成双马来酰亚胺中间体,然后与芳族二胺反应制备而成,此种方法一般称为间接合成法;二是以顺丁烯二酸酐与芳族二胺一步反应制备而成,一般称为直接法制备聚氨基双马来酰亚胺。
间接法制备聚氨基双马来酰亚胺的过程如下:马来酸与4,4′-二氨基二苯基甲烷(MDA)在氯仿和二甲基甲酰胺(DMF)存在下,反应生成双马来酰亚胺,经加热或化学转换,脱水或脱醋酸环化,制取双马来酰亚胺(MBI)。
然后,MBI和MDA加成反应制备而成聚氨基双马来酰亚胺。
1970年以来用直接法合成聚氨基双马来酰亚胺逐渐增多。
西德、日本相继发表了不少这方面的文献。
归纳起来大致有三种方法。
(1)氨基酰胺酸法:顺丁烯二酸酐与芳族二胺作用生成聚氨基双马来酰亚酸,再用聚氨基双马来酰亚酸分子上的羧基和酰胺基反应,在加热情况下,通过与氨基的氢离子移位加成反应,制得聚氨基酰胺酸,然后,加热脱水闭环生成聚氨基双马来酰亚胺。
n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺 结构式
n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺是一种有机化合物,其结构式如下:请根据我提供的结构式,对n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺的化学性质、应用以及相关领域的研究进行全面评估,并据此撰写一篇有价值的文章。
文章应该包含总结和回顾性的内容,以便我能全面、深刻和灵活地理解这种化合物的特性及其在化学领域的重要性。
为了更好地理解n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺,我们需要从其化学性质、合成途径、应用及相关领域研究等方面展开探讨。
让我们来了解一下它的基本性质。
1. 化学性质n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺是一种二元亚胺,具有较高的热稳定性和耐化学性的特点。
它在常温下呈白色结晶固体,可以溶解在有机溶剂中,对酸、碱和氧化剂具有一定的稳定性。
它还具有一定的反应活性,可以和其他化合物发生加成、缩合等反应,从而衍生出不同的衍生物。
2. 合成途径n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺的合成途径主要包括从相应的苯胺衍生物出发,经过若干步骤反应合成目标产物。
这种方法不仅能够高效地合成目标产物,还可以通过调整反应条件和材料选择等手段来实现产物结构的调控和改良。
3. 应用在有机合成领域,n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺可以作为重要的中间体,参与到多种重要有机合成反应中。
它的特定结构和性质使得它在药物合成、材料科学等领域具有重要的应用价值。
它还可以作为配体参与到金属有机化学反应中,形成配合物,从而拓展了其在催化领域的应用范围。
4. 相关研究n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺在有机合成、配位化学等领域的研究也备受关注。
学者们不断探索其在催化反应中的作用机制、新颖合成路线以及衍生物的性质和应用等方面,为其在化学领域的进一步应用提供了重要的理论和实验依据。
结语通过以上的简要介绍,我们可以初步了解n.n’-4.4’-二苯甲烷双马来酰亚胺的基本特性和重要性。
它作为一种重要的有机化合物,在化学领域扮演着重要的角色,并且具有广阔的应用前景。
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。
双马来酰亚胺树脂的常用合成方法
双马来酰亚胺树脂的常用合成方法嘿,朋友们!今天咱来聊聊双马来酰亚胺树脂的常用合成方法。
这玩意儿可神奇了,就像变魔术一样能变出各种奇妙的材料呢!先来说说一种常见的方法,就好比是搭积木,把各种小分子原料一块一块地拼起来。
通过特定的化学反应,让它们相互连接,逐渐形成双马来酰亚胺树脂。
你说这像不像盖房子,一砖一瓦地建起来,最后就成了坚固的大厦呀!还有一种方法呢,就像是厨师做菜,要掌握好各种调料的比例和火候。
在合适的条件下,让不同的成分融合在一起,产生奇妙的变化,最终得到我们想要的双马来酰亚胺树脂。
这可真是个精细活儿,稍有不慎可能就前功尽弃啦!另外啊,有一种合成方法就如同走迷宫,要找到正确的路径才能顺利到达终点。
科研人员们得不断尝试、探索,才能找到最合适的反应条件和步骤,成功合成出高质量的双马来酰亚胺树脂。
这得多考验耐心和智慧呀!在实际操作中,可不能马虎哦!就像开车一样,得时刻保持专注,稍有偏差可能就跑偏啦。
每一个细节都至关重要,温度啦、压力啦、反应时间啦,都得拿捏得恰到好处。
不然,怎么能得到理想的成果呢?想想看,如果合成方法不对,那不就像是做饭盐放多了或者火候没掌握好,做出来的菜不好吃一样嘛!那可不行,咱得精益求精,力求做到最好呀!而且哦,不同的合成方法还有各自的优缺点呢!有的可能效率高,但成本也高;有的可能比较简单,但产品质量可能稍微逊色一些。
这就得根据实际需求来选择啦,就像买衣服,得挑适合自己的呀!咱再说说这个双马来酰亚胺树脂的应用,那可广泛了去了。
从航空航天到电子设备,从汽车制造到日常用品,都有它的身影呢!这可都是这些合成方法的功劳呀!所以说呀,了解双马来酰亚胺树脂的常用合成方法可太重要啦!这不仅能让我们更好地利用它,还能推动科技的发展和进步呢!咱可不能小瞧了这些看似普通的合成方法,它们背后可是凝聚着无数科研人员的智慧和汗水呀!大家说是不是呢?总之,就是这么回事儿,双马来酰亚胺树脂的常用合成方法,真的很有意思,也很有意义呢!。
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。
新型双马来酰亚胺单体的制备与表征
新型双马来酰亚胺单体的制备与表征1.绪论1.1 双马来酰亚胺(BMI)树脂介绍[1-2]双马来酰亚胺(BMI)是一类具有马来酰亚胺为双活性端基的化合物,在加热或催化剂作用下可以交联固化其结构式为:图1二十世纪六十年代末,法国罗纳-普朗克公司率先研制出了牌号为M-33 BMI树脂及其复合材料,很快实现了其商品化。
从此拉开了制备BMI单体并合成BMI树脂的序幕双马来酰亚胺树脂具有良好的耐热性,优异的机械性能,耐潮湿、耐化学品、耐宇宙射线,而且加工性能良好,成型工艺灵活,原材料来源广泛、成本低廉,是一类理想的先进复合材料基体树脂,有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性,可用与环氧树脂类同的一般方法进行加工成型,克服了环氧树脂耐热性相对较低的缺点,因此,近二十年来得到迅速发展和广泛应用。
双马来酰亚胺树脂(BMI)以其优异的耐热性、电绝缘性、透波性、耐辐射、阻燃性,良好的力学性能和尺寸稳定性,成型工艺类似于环氧树脂等特点,被广泛应用于航空、航天、机械、电子等工业领域中,先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
但是,一般通用的双马来酰亚胺树脂的熔点较高,需高温固化,而且固化产物交联密度较高,脆性较大,限制了其进一步应用。
因此,需要对其进行改性。
近年来,人们对双马改性的重点主要体现在合成新型的双马来酰亚胺,改善工艺性和提高韧性上,也可将其用作功能材料以扩大应用范围。
1.2 双马来酰亚胺树脂的合成[3-4]早在1948年,美国人Searle就获得了BMl合成专利。
此后,Searle在改进合成方法的基础上合成了各种不同结构和性能的BMI单体。
一般来说,BMI单体的合成路线为:首先,2mol马来酸酐与lmol_二元胺反应生成双马来酰亚胺酸;然后,双马来酰亚胺酸再脱水环化生成BMI单体。
选用不同的结构的二胺和马来酸酐,并采用适当的反应条件、工艺配方,提纯及分离方法等可以获得不同结构与不同性能的BMI单体,其反应方程式如下:图21.2.1 二氨基二苯醚双马来酰亚胺1.2.2 己二胺双马来酰亚胺1.3 双马来酰亚胺树脂的结构与性能[5-8]合成BMI树脂所用二元胺中R的结构是有多种形式的。
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。
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200℃~220℃一万小时老化后仍无明显的降解现象发生。
它还能耐射线,在5×109rad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。
双马来酰亚胺树脂的常用合成方法
双马来酰亚胺树脂的常用合成方法双马来酰亚胺树脂的合成啊,就像是一场超级神秘又有趣的化学魔法表演。
咱们先来说说其中一种常见的合成方法,就好比是盖房子,原料就是那些建筑材料。
马来酸酐和伯胺这俩家伙就像是两个性格迥异的小伙伴,要凑在一起组成家庭。
马来酸酐像个热情似火的急性子,伯胺则有点像慢性子的稳当人。
它们俩一见面就开始了奇妙的反应,那感觉就像是一场激烈的舞蹈比赛,互相拉扯又互相融合,最后形成了马来酰亚胺单体。
这过程就像是把两个不同颜色的橡皮泥揉在一起,揉啊揉,变成了一个全新颜色的橡皮泥团。
然后呢,要把这些单体连接起来,就像串珠子一样。
这个时候需要一些特殊的“线”,也就是反应条件啦。
有时候就像要在高温这个大蒸笼里进行反应,温度高得感觉都能把化学分子们热得“满头大汗”。
这些单体在高温下就像是一群被驱赶着的小绵羊,不得不紧紧靠在一起,通过化学键这个无形的绳索连接起来,逐渐形成双马来酰亚胺树脂。
还有一种合成方法,像是一场精心策划的拼图游戏。
不同的化学物质就像拼图碎片,要找到合适的位置才能拼成完整的画面。
把含有马来酰亚胺基的化合物和其他的反应性基团小心翼翼地放在一起,就像对待易碎的宝贝一样。
稍微有一点差错,就像拼图拼错了一块,整个合成过程就可能变得乱七八糟。
在合成双马来酰亚胺树脂的过程中,催化剂也像是一个神秘的魔法师的魔法棒。
有时候只要轻轻一挥,反应速度就像火箭发射一样飙升。
要是没有这个魔法棒,反应就会慢吞吞的,像个老乌龟爬一样。
而且呀,这个合成过程还得小心翼翼地控制环境。
就像照顾一个超级娇弱的小婴儿一样,湿度、气压这些条件要是不合适,就可能让整个合成变得像一场闹剧。
整个合成双马来酰亚胺树脂的过程,就像是一场多幕剧。
每一个反应步骤都是一幕精彩的情节,演员就是那些化学分子,它们在反应容器这个大舞台上尽情表演,最后呈现出双马来酰亚胺树脂这个精彩的“化学剧目”。
这双马来酰亚胺树脂的合成呀,充满了各种惊喜和挑战,就像探索一个神秘的魔法世界,每一次的尝试都像是打开一扇新的魔法大门。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
双马来酰亚胺的耐热性研究及其改性
摘要:本文讲述了双马来酰亚胺树脂的合成方法、耐热性及其耐热机理,并用不同的物质及方法对其进行改性,使其耐热性能进一步提高且适用于更
广泛的领域,以及介绍了双马来酰亚胺树脂的研究前景与趋势。
关键词:双马来酰亚胺、耐热、改性
双马来酰亚胺(BMI)树脂既具有聚酰亚胺(PI)的耐高温、耐辐射、耐湿热等多种优良特性,又有类似于环氧树脂(EP)的易加工性能,是很有发展前景的热固性芳杂环聚合物。
但由于未改性的双马来酰亚胺树脂存在固化后质脆、耐抗冲击性能较差和容易应力开裂等缺点,使它的应用范围受到了很大的限制。
所以,BMI的改性研究是目前国内外树脂基体研究领域的热点和重点。
一、双马来酰亚胺
双马来酰亚胺(BMI)是由聚酰亚胺树脂体系派生出来的一类树脂——加聚型聚酰亚胺,是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物,在成型加工时通过不饱和端基进行固化,固化过程中没有挥发性物质放出,有利于复合材料的成型加工。
双马来酰亚胺的一般结构如下:
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合成方法:
目前BMI的合成方法,根据催化剂与反应介质不同,可分为三种:(一)、以甲基甲酰胺(DMF)强极性溶剂为反应介质,以乙酸钠为催化剂,乙酸酐为水吸收剂,在90℃左右进行脱水反应。
其特点是中间产物双马来酰胺酸(BMIA)溶于溶剂中,反应体系始终处于均相,有利于反应进行。
(二)、以丙酮为溶剂,乙酸镍为催化剂,乙酸酐为托水剂,在回流条件下进行。
其特点是中间产物BMIA从溶剂中成固体析出,反应不易均匀;但催化剂选择性好,副产物少。
(三)、不加溶剂,采用热脱水闭环法,用强极性高沸点溶剂,如DMF,在回流状态下反应,其特点为三废排放少。
BMI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。
二、双马来酰亚胺树脂的改性
虽然双马来酰亚胺的耐热性已经达到了一定程度,但是为使其应用领域得到进一步扩展,目前国内外对其耐热性进一步提高的研究还在不断地进行着。
主要的研究成果如下:
(一)改性双马来酰亚胺树脂胶
利用4,4’一二氨基二苯基甲烷(DDM)、环氧树脂(cYD一128型)和改
性剂A对双马来酰亚胺树脂进行改性,通过比较改性树脂浇铸体的弯曲强度、冲击强度、马丁耐热温度的基础上确定当BMI:DDM(质量比)为2:1,环氧树
脂和改性剂A的质量份数为50%时,改性双马树脂的性能最好,具有较低的粘度,其弯曲强度达到了130MPa,冲击韧性达到了10.4KJ/m2,马丁耐热温度为157℃,能够满足成型工艺的要求。
同时用红外(IR)分析了树脂的改性机理,并且对该行后树脂固化物进行了热重分析,确定了固化物热分解温度为235℃左右。
表明通过改性后的双马树脂具有较好的力学性能和耐热性。
(二)N一取代马来酰亚胺
N一取代马来酰亚胺是近些年来发展起来的一类聚合物耐热改性剂。
在与乙烯基单体进行共聚合后,聚合物主链上的酰亚胺平面五元环结构的存在,阻碍了聚合物绕高分子链的旋转,并且使高分子链的运动变得困难,使聚合物的热性能和化学稳定性得到了很大的提高。
用此种方法改性BMI的例子较多,例如:1、N一苯基马来酰亚胺以甲苯为溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂进行了N一取代马来酰亚胺单体与苯乙烯的共聚合反应。
对共聚物的结构分析表明,聚合物为苯乙烯单元与N一苯基马来酰亚胺单元交替排列的交替聚合物;共聚物具有良好的热性能,在350℃以下比较稳定,没有分解,初始分解温度为380℃,最大分解温度为430℃,玻璃化转变温度为230℃。
2、乳液法制备N-苯基马来酰亚胺耐热改性剂选择N一苯基马来酰亚胺(PMI)
为耐热主单体,引入苯乙烯(st)以提高改性剂的加工流动性,丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等极性单体调节改性剂的溶解度参数范围,a-甲基苯乙烯(a-MeSt)为第二耐热单体,提高耐热性能的同时有效降低生产成本,共聚合成耐热改性剂。
3、镧配位催化N-十八烷基马来酰亚胺均聚合以Nd(acac)3-烷基镁-HMPA(摩尔比为1∶7∶14)稀土配位催化体系可以使N-苯基马来酰亚胺单体(NPMI)聚合制备分子量9×104,热稳定性优良的聚N-苯基马来酰亚胺。
通过对采用二元稀土催化剂,进行NPMI均聚合及其与苯乙烯等单体的共聚合研究,为了进一步改善马来酰亚胺聚合物的性能,将长链烷基引入马来酰亚胺单体中,如N-十八烷基马来酰亚胺(NODMI),利用稀土催化体系引发聚合后可以得到类似于梳型结构的聚合物,利用稀土膦酸酯-烷基铝二元催化体系对NODMI聚合进行研究, 得到的聚合物具有良好的热性能。
(三)纳米材料催化双马来酰亚胺聚合
将具有催化活性的复合纳米Ti0
2分散到BMI树脂中,制得Ti0
2
/BMI改性树
脂,研究发现复合纳米Ti0
2
对BMI树脂的固化反应具有催化作月。
利用IR、TG-
DTA、UV.Vis等分析测试手段,详细研究了溶液催化聚合反应发生的特点及聚
合物结构,确定了适宜的聚合温度、溶剂及Ti0
2
/BMl最佳配比;对比研究了
BMI和Ti0
2/BMI树脂性能,确证纳米Ti0
2
是一种可降低BMI固化反应温度、改善
BMI加工性能但仍保持固化树脂高耐热性的优良填料。
(四)氰酸酯/双马来酰亚胺树脂共固化体系
氰酸酯树脂(cE)是继双马来酰亚胺树脂(BMI)之后出现的一类新型高性能热固性树脂,它具有良好的力学性能、耐热性、介电性能、低的吸水率等性能,是目前先进树脂基复合材料(PMc)基体材料研究领域中的重点。
氰酸酯/双马亚酰亚胺共混或共聚体系,可以将氰酸酯优异的力学性能和介电性能、与双马树脂优异的耐热性能相结合,得到兼具耐热性(Tg>200。
C)和高韧性的新材料。
(五)多烯丙基二苯甲烷二胺与双马来酰亚胺共聚
用扭转穆催化剂台成了具有一定取代度的N,N,N,N ,
N
,
一多烯丙基二苯甲烷
二胺(PAMDA),并对其与二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)的共聚反应及其共聚物的性能进行了研究。
研究结果表明,共聚树脂具有优异的成型加工工艺特性,固化物亦具有较高的耐热性(Ts=237.7℃)。
三、双马来酰亚胺的应用与发展
(一)应用
双马来酰亚胺的耐热/耐湿性能优异,这使航空航天部门给予极大的关注。
BMI的耐热性优于环氧树脂,则可用BMI树脂作碳纤维复合材料的基体而代替或部分代替环氧树脂,与碳纤维复合,用于军用机或民用机或宇航器件承力或非承力结构件。
BMI还可用于电子电器方面以及制备耐摩擦和磨损材料。
(二)发展趋势及前景
目前,BMI材料的探索研究已取得很大进展。
然而不仅在材料的结构与性能的关系上还有深入细致的工作要做,而且在材料的开发及应用仍要进行许多探索。
今后工作将主要集中在以下几个方面:①新BMI材料的开发;②BMI材料改性;③BMI材料应用研究。
四、结语
双马来酰亚胺树脂具有耐高温、耐湿热、耐辐射、易成型等优良性能,与其它聚酰亚胺相比,具有合成工艺简单、原料来源广泛、性能/价格比高的特点,是很有发展前景的热固性芳杂环聚合物。
但由于未改性的双马来酰亚胺树脂存在固化后质脆、耐抗冲击性能较差和容易应力开裂等缺点,使它的应用范围受到了很大的限制。
因此,对它进行改性,成为了双马来酰亚胺树脂发展的关键和趋势。
参考文献
1、陈宇飞,郭艳宏,戴亚杰.聚合物基复合材料.北京:化学工业出版社,
2010
2、卢彦兵,孙维林,沈之荃.镧配位催化N-十八烷基马来酰亚胺均聚合,高
分子学报,2005,12(6):924-928
3、孙喧,李雪萍.纳米技术的研究及发展[J].中国民航学院学报,
2002(2):55~60
4、何东晓,先进复合材料在航空航天的应用综述,高科技纤维与应用,
2006,31(2):9-11
5、杜淼.翁志学,单国荣,黄志明,潘租仁.高分子学报, 2003(1):57-61
6、王娟,贺继东.N一对位取代苯基马来酰亚胺系列单体的均聚合研究,青岛
大学学报,2001,16(1):72-76
7、袁莉,马晓燕,粱国正,等.分子复合材料的研究进展[J].高分子材料科学与工程,2004,20(5):41~45.。