復(fù)材材料高性能樹脂

3.5高性能樹脂第三章聚合物基體材料1

3.5.1聚酰亞胺樹脂——簡(jiǎn)介耐400℃以上溫度，長期使用溫度－200～300℃高絕緣性能，介電損耗極低，屬F至H級(jí)絕緣材料。"沒有聚酰亞胺就不會(huì)有今天的微電子技術(shù)"。聚酰亞胺環(huán)狀非環(huán)狀2

3.5.1聚酰亞胺——性能特點(diǎn)

具有最高的熱穩(wěn)定性和耐熱性具有優(yōu)越的綜合性能相對(duì)于其他芳雜環(huán)高分子，比較容易合成品種多應(yīng)用領(lǐng)域廣聚酰亞胺樹脂優(yōu)點(diǎn)：聚酰亞胺樹脂缺陷：較脆，耐損傷性差、熱沖擊時(shí)易開裂，易變形加工性能差，熔點(diǎn)高，成型壓力高3

3.5.1聚酰亞胺——分類（1）縮聚型聚酰亞胺

芳香族二元胺芳香族二酐芳香族四羧酸芳香族四羧酸二烷酯縮聚型聚酰亞胺加聚型聚酰亞胺

聚酰亞胺4

3.5.1聚酰亞胺——分類（2）加聚型聚酰亞胺

①聚雙馬來酰亞胺

順酐和芳香族二胺縮聚

②降冰片烯基封端聚酰亞胺樹脂芳香族四羧酸的二烷基酯芳香族二元胺5-降冰片烯-2，3-二羧酸的單烷基酯甲醇或乙醇5

3.5.1聚酰亞胺——縮聚型聚酰亞胺縮聚型聚酰亞胺（C型PI）6

3.5.1聚酰亞胺——加聚型聚酰亞胺加聚型聚酰亞胺（A型PI）其中R是：也可以是：BMI型樹脂7

3.5.1聚酰亞胺樹脂—雙馬來酰亞胺的改性BMI改性方法：①用烯丙基化合物進(jìn)行共聚改性；②用芳香二胺化合物擴(kuò)鏈改性；③用環(huán)氧樹脂改性；④用熱塑性樹脂增韌改性；⑤用氰酸酯樹脂改性。8

①用烯丙基化合物進(jìn)行共聚改性②用芳香二胺化合物擴(kuò)鏈改性Miachael加成3.5.1聚酰亞胺樹脂—雙馬來酰亞胺的改性9

③用環(huán)氧樹脂改性4，4’—二氨基二苯甲烷(DDM)④用熱塑性樹脂增韌改性耐高溫?zé)崴苄詷渲缇勖秧?、聚醚酮、聚苯并咪唑、聚醚酰亞胺等?duì)BMI進(jìn)行共混增韌。3.5.1聚酰亞胺樹脂—雙馬來酰亞胺的改性4，4’—二氨基二苯砜(DDS)10

⑤用氰酸酯樹脂改性增加BMI樹脂韌性時(shí)不降低耐熱性3.5.1聚酰亞胺樹脂—雙馬來酰亞胺的改性11

3.5.1聚酰亞胺—降冰片烯封端聚酰亞胺PMR技術(shù)：降冰片烯酸酐與芳香族二酐先酯化成單酯和二酸二酯,然后加入到芳香族二胺的低沸點(diǎn)醇溶液中。12

3.5.1聚酰亞胺——乙炔封端聚酰亞胺

乙炔基和苯乙炔基封端的PI具有良好的加工性和高溫?zé)岱€(wěn)定性。

13

3.5.2聚苯并咪唑（PBI)PBI性能特點(diǎn)：耐高溫性優(yōu)異能耐熱氧化性優(yōu)異耐酸堿性能優(yōu)異耐高溫纖維、粘結(jié)劑以及結(jié)構(gòu)材料加工性能很不理想限制了它的應(yīng)用14

3.5.3氰酸酯樹脂氰酸酯樹脂通式：NCO－R－OCN

三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)①力學(xué)性能優(yōu)良，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，Tg>230℃；②三嗪環(huán)對(duì)稱，極性弱，介電常數(shù)極低（ε=2.6）；③粘接性能優(yōu)良，在177℃可固化，無揮發(fā)物。

交聯(lián)密度大，結(jié)晶度高，脆性大熱固性樹脂增韌熱塑性樹脂增韌橡膠彈性體增韌晶須增韌15

3.5.4聚苯乙烯吡啶樹脂(PSP)浸漬纖維用液體樹脂溶于醇的固體樹脂僅能溶解于極性溶劑的固體樹脂適合于壓塑或注塑成型的固體樹脂N16

3.5.5苯并環(huán)丁烯樹脂(BCB)17

3.5.6聚醚醚酮(PEEK)①耐高溫②自潤滑③耐腐蝕性④自熄性⑤易加工成型性能特點(diǎn)：18

3.5.7聚砜和聚芳醚砜（1）普通雙酚A型聚砜（簡(jiǎn)稱聚砜）其中X＝鹵素．M＝堿金屬19

3.5.7聚砜和聚芳醚砜（2）非雙酚A型聚芳砜（3）聚芳醚砜聚芳醚砜的合成原理：芳磺酰氯和芳烴反應(yīng)20

3.5.7聚砜和聚芳醚砜聚砜類聚合物的性能特點(diǎn)：熱和熱氧化穩(wěn)定性突出；機(jī)械強(qiáng)度高；化學(xué)穩(wěn)定性較好，但不耐某些極性溶劑如酮類、鹵化烴、芳香烴等。21

3.5.8聚苯醚①兩步法：首先制備銀鹽、然后使銀鹽聚合：②氧化法：銅-胺催化氧化2，6-二甲基苯酚并耦合。苯醚鏈節(jié)22

3.5.9聚苯硫醚綜合性能優(yōu)良23

3.6.11，2-聚丁二烯樹脂電性能優(yōu)良、彎曲強(qiáng)度較好、耐水性優(yōu)良。24

3.6.2熱固性丁苯樹脂25

3.6.3有機(jī)硅樹脂（1）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有機(jī)硅樹脂主鏈構(gòu)成純硅樹脂改性硅樹脂甲基苯基甲基苯基過氧化物型固化反應(yīng)機(jī)理縮合型加成型線性結(jié)構(gòu)26

3.6.3有機(jī)硅樹脂（2）有機(jī)硅單體（即鹵硅烷）兩種制備方法——金屬有機(jī)化合物法(常稱為間接法)用鎂有機(jī)化合物合成烷(芳)基氯硅烷?！苯佑媒饘俟璧姆椒?稱為直接法)

在加熱及銅催化劑條件下，由鹵代烴(氯甲烷)和元素硅直接反應(yīng)制取有機(jī)鹵硅烷。27

3.6.3有機(jī)硅樹脂（3）有機(jī)硅固化有三種反應(yīng)機(jī)理：水解縮合加成過氧化物引發(fā)水解縮合有機(jī)氯硅烷或取代硅酸酯水解生成聚有機(jī)硅氧烷脫水縮合反應(yīng)緊隨著水解反應(yīng)進(jìn)行。28

3.6.3

有機(jī)硅樹脂（4）加成——含烯基硅氧烷與含Si一H鍵硅氧烷(交聯(lián)劑)，鉑催化下加成而交聯(lián)過氧化物引發(fā)——含有乙烯基硅氧烷進(jìn)行自由基聚合，形成三維網(wǎng)狀高聚物。29

3.6.3有機(jī)硅樹脂（5）有機(jī)硅樹脂化學(xué)鍵的特點(diǎn)：鍵能大——一般高分子主鏈(C—C、C—O、C—N)。鍵能都不大，耐熱性受限；而Si—O的鍵能大，所以聚有機(jī)硅氧烷具有很高的熱穩(wěn)定性聚有機(jī)硅氧烷在化學(xué)結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)上都有無機(jī)聚合物與有機(jī)聚合物的某些性質(zhì)可作為很好的電絕緣材料外，已普遍深入到航天、國防、機(jī)械、化工紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑等工業(yè)領(lǐng)域中，發(fā)揮了它的獨(dú)特作用30

有機(jī)硅樹脂的性能熱穩(wěn)定性：熱氧化穩(wěn)定性優(yōu)異。以Si-O-Si為骨架，分解溫度高，在200～250℃下可長期使用，短時(shí)可耐300℃。電絕緣性：無極性基團(tuán)，介電常數(shù)及介質(zhì)損耗很小。耐電弧及耐電暈性能也十分突出（與PI相當(dāng)）。機(jī)械性能：硅樹脂一般的機(jī)械強(qiáng)度(彎曲、抗張、沖擊、耐擦傷性等)較弱。可以通過改性來改進(jìn)。3.6.3有機(jī)硅樹脂（6）31

3.6.3有機(jī)硅樹脂（7）耐候性：憎水性：粘接性：優(yōu)良憎水性高差32

3.6.3有機(jī)硅樹脂（8）有機(jī)硅樹脂的在復(fù)合材料方面的應(yīng)用熱固性的有機(jī)硅塑料是以硅樹脂為基本成分，與云母粉、石棉、玻璃絲纖維或玻璃布等境料，經(jīng)壓塑或?qū)訅憾瞥捎休^高的耐熱性，較優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧性以及防水、防潮等性能按其成型方法不同，主要可分為層壓塑料、模壓塑料和泡沫塑料3種類型。33

3.6.4呋喃樹脂2-呋喃甲醛2-呋喃甲醇呋喃樹脂主要用于化工廠，特別是作罐、槽、管道的襯里