耐高温聚酰亚胺树脂及其复合材料的研究进展

综述了耐高温聚酰亚胺基体树脂 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－ＣＡＰ－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。     

耐高温聚酰亚胺材料研究进展

综述了耐371℃及以上高温聚酰亚胺材料的国内外研究现状与发展趋势，着重对以PMR-Ⅱ树脂为基础的聚酰亚胺材料的化学结构设计与制备方法，以及化学结构与综合性能之间的关系进行介绍。     

热塑性树脂基复合材料（C／PI）的初步研究

本文以热塑性非结晶性聚酰亚胺树脂为基体，以Ｔ３００和ＡＳ－４两种碳纤维进行复合增强。探索了制作工艺，对层压复合材料进行力学性能测试，并彩和动态力学方法（ＤＭＡ）深入研究。实验表明，高温成型（４００℃左右）的复合材料应采用耐氧化碳纤维增强，不同升温速率测得的ＤＭＡ图谱不同。当测试条件接近使用条件时可判断的可靠性及使用范围。     

氰酸酯改性环氧及双马来酰亚胺树脂的进展

应用氰酸酯改性环氧及双马来酰亚胺等热固性树脂，不仅可以发挥氰酸酯优良的介电性能等特点，而且可以改善这些树脂的耐湿热性能和抗损伤性能等。本文简要介绍了氰酸酯改性环氧树脂及双马来酰亚胺树脂的改性方法及其改性化学反应特性，并从其湿热性能、玻璃化转变温度、力学性能及电性能等方面作了扼要阐述     

适用于RTM成型的新型耐烧蚀苯并噁嗪树脂的研究

在低黏度的双环苯并噁嗪中间体（B-BOZ）中加入一种新型的多官能基单环苯并噁嗪（AS-BOZ）或一种交联剂（TPA）,复配制得了一种适用于BTM成型的新型耐烧蚀苯并噁嗪树脂,对树脂体系的黏度及固化物的热稳定性、力学性能、残碳率及碳的形貌进行了研究。结果表明，无论是AS-BOZ还是TPA的引入都使得双环苯并噁嗪体系黏度降低,同时提高体系的交联密度,使固化物的Tg和残碳率都大幅度提高.其中BA2-1固化物的Tg为250℃,800℃下氮气中残碳率为68%,质量烧蚀率为23.3 mg/s;BT2-1固化物的Tg为240℃,800℃下氮气中残碳率为70%，质量烧蚀率为20.1 mg/s,两体系高温下均能得到致密的碳层结构。     

耐371℃PMR-Ⅱ型聚酰亚胺树脂化学反应特性的研究

利用TGA、DSC、IR和DMTA等现代分析手段考察了PMR－Ⅱ型聚酰亚胺树脂KH－305－50A（长期使用温度达371℃/1000h)的化学反应特性，研究结果表明，该含氟的耐高温树脂在加热过程中发生了一系列复杂的化学反应，在115℃-300℃之间进行了酰胺化和酰亚胺化反应，生成了聚酰亚胺预聚体；280℃-470℃该预聚体发生加成型的交联固化反应，且在370℃－380℃之间固化反应最快。     

用于高性能雷达罩的树脂基体的研究

介绍了三种高性能雷达罩用的改性双马来酰亚胺树脂体系４５０１Ａ、４５０１Ｂ和４５０３。研究了树脂，固化树脂及其玻璃布增强的复合材料性能，４５０１Ａ和４５０１Ｂ可适用于热压成型，Ｔｇ分别为２７４℃，２６８℃；为１０ＧＨｚ下ｔｇδ分别为０．０１１７和０．０１０８，４５０１Ｂ树脂制作的预浸料具有更优异的铺覆性。     

适用于室温RTM工艺的氰酸酯树脂基体的研究

用苯乙烯、二乙烯基苯对双酚 A型氰酸酯 (BADCy)进行改性 ,研制了适用于室温下树脂传递模塑 (RTM)工艺操作的高性能树脂基体。该树脂具有较高的耐热性 (热变形温度 1 90～ 2 0 0℃ )和耐湿热稳定性 ;力学性能与同属 RTM工艺的 45 0 3 A树脂相当 ,某些指标优于 45 0 3 A。较好地达到了改性目的     

高损伤容限低成本复合材料结构技术进展

采用近无余量成形法制备高尺寸精度、高损伤容限、无紧固件的大型整体复合材料结构是低成本复合材料技术的指导思想，以实现成本与铝合金结构相当、减重２０％的目标。本文重点介绍了高韧性、耐湿／热复合材料和ＲＴＭ技术进展。     

双马来酰亚胺基碳纤维复合材料胶接用结构胶膜

针对双马来酰亚胺基碳纤维复合材料胶接用结构胶粘剂进行了研究.研制的一种高强度、高韧性结构胶膜能够满足双马树脂基复合材料及其共固化的胶接要求,并且对金属(铝合金、钛合金等)也具有较好的粘接强度.该胶还具有良好的耐介质、耐老化性能,可在200℃下长期工作.     

硅氮烷改性含硅芳炔树脂及其复合材料的性能

采用胺解法合成了二(3-乙炔基苯胺) -二甲基硅烷(SZ),并与含硅芳炔(PSA)树脂熔融共混制

备了PSA/ SZ。利用一系列测试手段考察了PSA/ SZ 树脂的流变行为、固化反应、热稳定性、弯曲、介电性能以

及石英布增强PSA/ SZ 复合材料的力学性能。结果表明,硅氮烷SZ 的加入有效降低了PSA/ SZ 树脂的黏度,

PSA/ SZ 浇铸体的弯曲强度提高了62. 7%,石英纤维增强PSA/ SZ 复合材料的弯曲和层剪强度分别提高了

18． 7%和60. 4%。

     

新型高强高韧环氧基体树脂体系研究

针对航天用碳／环氧大型复合材料结构件的特殊要求，开展了高强高韧耐高温环氧基体树脂体系的研究。在分子水平上，系统研究了环氧树脂体系中各化学组份的化学结构对其综合性能的影响规律，获得兼具高强高韧与耐高温性能的新型环氧基体树脂体系，其树脂浇铸体的拉伸性能和断裂伸长率等较目前商品化的环氧树脂体系有较大程度的提高，并且具有较好的工艺性能，可以满足航天用高性能复合材料的使用需求。     

改性BMI／DPA和CTBN增韧环氧树脂的温度,力学性能及本构关系研究

研究了ＣＴＢＮ增韧环氧树脂和烯丙基双酚Ａ改性双马树脂（ＢＭＩ／ＤＰＡ）在不同温度和加载速率下的拉伸和压缩力学性能。对于ＣＴＢＮ 增韧环氧树脂,材料在动态拉伸情况下,随着应变率的增大,材料由韧变脆,模量升高,断裂伸长率下降;在压缩情况下,弹性模量和屈服应力均随着加载速率的增大而增大。对于改性双马树脂,在室温的动载压缩下,其模量Ｅ和屈服应力σｙ均基本上与ｌｎε呈直线关系增大,并给出了该树脂在不同加载速率下的压缩应力应变曲线。计算了两种材料的温度敏感度和加载速率敏感度以及温度和应变率对两种树脂材料屈服应力影响的本构关系。     

复合材料壳体外表面密封、隔热涂层材料的研究

通过环氧树脂改性硅树脂制得密封、隔热涂层材料基体，改性树脂兼有环氧树脂和硅树脂的优点，不仅有很好的耐高低温性能，而且具有良好的强度和弹性，添加特定的填料可作为固体火箭发动机复合材料壳体的密封、隔热涂层材料。本文研制的涂层材料具有很强的气体密封能力和较宽的温度适用范围。而且具有优良的耐水和耐盐水性能。     

氰酸酯／环氧树脂体系的研究

采用环氧树脂(E 51)与氰酸酯树脂共聚以改善氰酸酯树脂的韧性,研究了环氧树脂的加入量、后处理温度、湿热老化、紫外光老化等条件对改性后树脂体系的力学性能和介电性能的影响规律,采用扫描电子显微镜对断口形貌进行了分析。结果表明环氧树脂可以明显改善氰酸酯树脂的韧性,环氧树脂含量为30wt%的体系的冲击强度和弯曲强度分别比改性前提高了100%和50%。随环氧树脂用量的增加,改性树脂的冲击强度和弯曲强度增大,树脂表现为明显的韧性断裂;改性体系经200℃后处理2h的介电性能最佳,环氧树脂用量的增加、湿热老化和紫外光老化都使介电常数和介电损耗增加,但当环氧树脂用量低于30wt%时仍属于优异的介电材料。     

碳纳米管/玻纤/环氧层板超声真空灌注工艺及性能研究

针对碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂体系,采用传统的真空灌注工艺和超声波辅助真空灌注工艺制备复合材料层板,分析不同工艺方法下层板缺陷状况,测试层板的弯曲性能和层间剪切性能,考察树脂性能和纤维/树脂界面黏结状况,探讨碳管及工艺方法对层合板性能的影响。结果表明:与传统的真空罐注工艺相比,超声波辅助真空罐注工艺能增强树脂在纤维内部的流动,提高树脂对纤维的浸润,减少层合板的孔隙缺陷;添加0.05%(质量分数)的CNT后层合板的力学性能提高,使用超声波辅助真空罐注工艺制造的层板性能提高得更为明显;制造工艺对层合板性能的影响与纤维织物的结构紧密相关。     

热塑性树脂改性环氧基体配方研究

对热塑性树脂聚醚酮（ＰＥＫ）改性环氧体系进行了探索性研究,结果表明,Ｅ－５１／ＰＥＫ体系有一定增韧效果,且耐热性没有下降,并对该共混体系的微观结构进行分析,从理论上初步分析了该共混体系的机理。ＱＪ１＾＃环氧／ＰＥＫ共混体系中,ＰＥＫ树脂包裹环氧树脂球形颗粒形成了网络－球粒结构,这种结构有一定的增韧效果。     

改性双马来酰亚胺树脂在RFI工艺中的应用

通过在改性双马来酰亚胺5405树脂中加入耐高温热塑性塑料聚芳醚砜(PES),获得了满足RFI工艺要求、具有良好成膜性的5405A树脂膜.该树脂膜在室温不粘手,能够任意弯曲.在熔渗温度(130℃)下,低黏度(≤500mPa·s)的保持时间长达70min.在宦温存放3个月后,不溶物含量由1.25%变化为2.02%,DSC曲线表明反应的峰始温度和峰顶温度与放置前无明显差异,130℃凝胶时间由137min变化为135min.参照5405树脂的固化工艺,制备了5405A树脂浇铸体和单向碳纤维帘子布(G0827)增强5405A复合材料,并对性能进行了评价.对比5405和5405A树脂树脂浇铸体的性能表明,5405A力学性能稍有降低,但韧性得到了明显提高.     

高性能树脂基体的最新研究进展

高性能热固性树脂是航空航天、交通及微电子等领域重要的基础材料。本文论述了国内外主要的高性能热固性树脂,如双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、邻苯二甲腈树脂、聚三唑树脂和有机/无机杂化树脂的研究和应用现状,并提出相应的发展趋势。     

液体树脂灌注成型工艺中树脂流动前沿特性的估测和分析

 近年来树脂浸泡成型工艺(RIP)越来越多地应用到了航空复合材料制造业上。作为树脂浸泡成型工艺中一种新型的有着良好运用前景的液体树脂灌注 (LRI)成型工艺开始进入了人们的视野。为了增加对LRI工艺的认知和提高对其的监控能力，着重介绍如何在LRI工艺进程中监测树脂流体的流动前峰。树脂流体流动前峰的检测将依赖于一组放置在纤维层中的微型热电偶传感器来完成，通过与光纤传感器测量结果的比较，表明微型热电偶传感器可以利用测量纤维层中不同处的温度变化来监测树脂流体到达该处的时间。测量与分析结果大大提高了对LRI工艺中树脂流体在纤维层层面和沿纤维层厚度两个方向上流动特性的认识，并为将来的模拟计算和对此工艺的进一步研究奠定良好的基础。