耐高溫的高分子材料有哪些？
4月25日，李克強來到四川大學(xué)，第一站考察了高分子材料工程國家重點實驗室。
李克強總理在臨行之前，川大的同學(xué)熱情的邀請吶喊：“總理留步，請你吃火鍋”
——總理答道：下次來，要吃高分子的火鍋，還要耐高溫的
題來了——耐高溫的高分子有哪些？
耐高溫材料
芳香族聚酰亞胺材料具有優(yōu)異的耐高溫、耐低溫、高強高模、高抗蠕變、高尺寸穩(wěn)定、低熱膨脹系數(shù)、高電絕緣、低介電常數(shù)與損耗、耐輻射、耐腐蝕等優(yōu)點, 同時具有真空揮發(fā)份低、揮發(fā)可凝物少等空間材料的特點, 可加工成聚酰亞胺薄膜、耐高溫工程塑料、復(fù)合材料用基體樹脂、耐高溫粘結(jié)劑、纖維和泡沫等多種材料形式, 因此在航天、航空、空間、微電子、精密機(jī)械、醫(yī)療器械等許多高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價值。
聚酰亞胺樹脂與環(huán)氧樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂一起被認(rèn)為是碳纖維增強樹脂基結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的三大樹脂基體, 是目前耐熱等級(長期使用溫度>300 ℃, 短期使用溫度>500 ℃)最高的樹脂基體(環(huán)氧樹脂:<200 ℃;雙馬來酰亞胺樹脂:<250 ℃), 與碳纖維復(fù)合制備的碳纖維/聚酰亞胺樹脂復(fù)合材料具有輕質(zhì)(比重<1.8g/cm3)、高比強度、高比模量、耐高溫、耐低溫等特點, 在航天航空等高技術(shù)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。但是, 聚酰亞胺樹脂由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的高度剛性,存在著既難溶又難熔, 不易加工成型等缺點;因此, 從材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計開始, 通過調(diào)控材料的化學(xué)結(jié)構(gòu), 實現(xiàn)材料既具有高耐溫、高強韌等優(yōu)異的綜合性能, 又具有優(yōu)良的成型工藝性能, 一直是聚酰亞胺樹脂領(lǐng)域的研究熱點?，F(xiàn)如今耐高溫聚酰亞胺樹脂大致分為三代：
第一代耐316 ℃(600 ℉)的聚酰亞胺樹脂基體
第一代耐316 ℃(600 ℉)的基體樹脂是一種熱固性PMR 型聚酰亞胺樹脂, 由芳香族二酸二酯、芳香族二胺與反應(yīng)性封端劑在低沸點醇類溶劑中反應(yīng)而成的高固體含量、低粘度的溶液樹脂, 與多種碳纖維(T-300 、T-700 、C6000 、IM5 、UT500 等)具有優(yōu)良的浸漬性能, 可制備高品質(zhì)的KH-304/碳纖維預(yù)浸料。KH-304/碳纖維預(yù)浸料可以采用反應(yīng)性熱模壓成型工藝或反應(yīng)性熱壓罐成型工藝制備耐高溫碳纖維增強聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料層壓板或制件。
第二代耐371 ℃(700 ℉)的聚酰亞胺樹脂基體
在國家“九五”計劃支持下, 研制成功耐371 ℃(700 ℉)聚酰亞胺樹脂基體, 主要包括KH-370系列產(chǎn)品型號。KH-370 樹脂具有優(yōu)良的綜合性能, 樹脂產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)固體含量為50 ±2 %, 25 ℃的旋轉(zhuǎn)粘度為200 ～ 250mPa·s , 室溫下的儲存期為2 個月, 0 ～ 4 ℃下為6 個月。與多種碳纖維(T-300 、T-700 、C6000 、IM5 、U T500 等)具有良好的浸漬性能, 可以制備成高品質(zhì)的碳纖維預(yù)浸料。
第三代耐426 ℃(800 ℉)聚酰亞胺樹脂基體
為滿足航天、航空飛行器超音速化、輕量化、高機(jī)動化對復(fù)合材料提出的高溫、高強、高韌的迫切需求, 在耐371 ℃(700 ℉)聚酰亞胺樹脂基體的基礎(chǔ)上, 近年來開展了耐426 ℉(800℉)基體樹脂的研制工作, 取得了令人滿意的結(jié)果。研制的耐427 ℃聚酰亞胺樹脂基體(KH-400系列)對碳纖維具有良好的浸潤性, 可以制成高品質(zhì)的碳纖維預(yù)浸料(帶或布)。經(jīng)反應(yīng)性熱模壓成型工藝制備的KH-400/碳纖維層壓復(fù)合材料室溫下復(fù)合材料在室溫下的彎曲模量>1400MPa , 彎曲模量>100GPa ;在450 ℃高溫下的彎曲強度>800MPa , 彎曲模量>80GPa。
耐高溫聚酰亞胺材料由于其具有可調(diào)節(jié)性強，因此最有可能在未來產(chǎn)生突破。其中乙炔基、苯乙炔基封端的聚酰亞胺樹脂由于其熱穩(wěn)定性好、加工窗口寬以及沒有小分子逸出等優(yōu)點，近年來受到廣大研究者的青睞，期望研制出耐更高溫度的聚酰亞胺樹脂及其復(fù)合材料。更多內(nèi)容請訪問www.jbmtpc.com
