梁國正-雙馬來酰亞胺樹脂改性及應(yīng)用項目介紹

雙馬來酰亞胺樹脂改性

西北工業(yè)大學(xué)2005年4月1雙馬來酰亞胺樹脂BismaleimideResin（BMI）23突出的耐熱、耐濕熱性良好的力學(xué)性能優(yōu)良的介電性能良好的工藝性耐輻射、耐化學(xué)品雙馬來酰亞胺樹脂的優(yōu)點4

應(yīng)用領(lǐng)域電器絕緣材料：耐高溫浸漬漆（溶劑型和無溶劑型）、層壓板、覆銅板、模壓塑料等耐磨材料：金剛石砂輪、重負(fù)荷砂輪、剎車片、耐高溫軸承粘合劑等。

航空結(jié)構(gòu)材料航天結(jié)構(gòu)材料

功能材料

其它方面

5高熔點結(jié)晶固體普通溶劑中溶解性差熔融后即聚合固化物脆性大雙馬來酰亞胺樹脂的缺點高性能樹脂應(yīng)用的瓶頸6國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外在BMI改性方面進(jìn)行了以下幾個方面的研究工作：橡膠及熱塑性樹脂改性BMI二元胺改性BMI二元胺＋環(huán)氧樹脂改性BMI幾種不同結(jié)構(gòu)BMI樹脂的共聚7我們的主要工作新型韌性馬來酰亞胺樹脂的分子設(shè)計與制備新型烯丙基系列化合物的分子設(shè)計與制備高性能復(fù)合材料樹脂基體的研究8

新型韌性馬來酰亞胺樹脂的

分子設(shè)計與制備雙馬來酰亞胺樹脂工藝性差、韌性低的原因是結(jié)構(gòu)規(guī)整性好、分子鏈剛性大、交聯(lián)密度高。雙馬來酰亞胺樹脂改性的思路就是破壞結(jié)構(gòu)規(guī)整性、引入柔性鏈鍛、降低交聯(lián)密度。我們合成了8種不同結(jié)構(gòu)的韌性雙馬來酰亞胺樹脂9取代型馬來酰亞胺樹脂1011

甲基取代BMI是由取代酸酐和二元胺合成而得，由于取代基的引入破壞了BMI的結(jié)構(gòu)規(guī)整性使其結(jié)晶性變差，熔點大幅度下降，溶解性提高，樹脂固化物的韌性得到改善12環(huán)氧型雙馬來酰亞胺樹脂

環(huán)氧型雙馬來酰亞胺樹脂綜合了環(huán)氧樹脂的粘附力強(qiáng)和雙馬來酰亞胺樹脂耐熱性高的特點，且成型工藝性良好，軟化點在40－80℃，可以溶解在丙酮溶劑中。131415本征共聚增韌型馬來酰亞胺樹脂

16171819202122取代基、烯丙基的引入使雙馬來酰亞胺樹脂的結(jié)構(gòu)規(guī)整性受到破壞而具有低的熔點和良好的溶解性；結(jié)構(gòu)中的取代基、醚鍵、烯丙基與酰亞胺環(huán)的加成反應(yīng)產(chǎn)物賦予樹脂高的韌性，但又不會影響其耐熱性；根據(jù)不同性能（如工藝性、耐熱性、強(qiáng)度和韌性）的要求可通過調(diào)整取代基、烯丙基、馬來酰亞胺環(huán)的含量與配比進(jìn)行分子設(shè)計23新型烯丙基系列化合物的

分子設(shè)計與制備烯丙基苯基化合物在常溫下為液體，與雙馬來酰亞胺樹脂共聚所得預(yù)聚物穩(wěn)定、易溶、粘附性好，固化物堅韌、耐熱、耐濕熱并且有良好的電性能和機(jī)械性能。我們針對不同的使用要求和應(yīng)用領(lǐng)域，運用分子設(shè)計原理，采用具有不同性能特點的分子骨架作為主鏈結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造性地制備出了性能各具特色的4類22種系列化新型烯丙基化合物。24二烯丙基雙酚A2526

二烯丙基雙酚A在常溫下為琥珀色粘稠狀液體，粘度10－15Pas，它是BMI改性中應(yīng)用最多的一種。它與BMI共聚所得預(yù)聚物軟化點低，溶解性良好，可以溶解在丙酮溶劑中，樹脂固化物具有良好的力學(xué)性能和耐熱性27二烯丙基雙酚S28

二烯丙基雙酚S的工藝性和物理性能與二烯丙基雙酚A相當(dāng)，它突出的特點是由于砜基的存在使得固化樹脂的耐熱性得到大幅度提高，其Tg》300℃，熱分解溫度大于450℃29用于BMI改性的活性稀釋劑30

BMI的不足之處是熔體的粘度較大，烯丙基甲酚的粘度很小，它是改性BMI體系中比較理想的活性稀釋劑。31環(huán)氧型烯丙基系列化合物

以具有不同結(jié)構(gòu)特點的環(huán)氧樹脂為主鏈結(jié)構(gòu)，綜合了環(huán)氧樹脂優(yōu)異的黏附性和力學(xué)性能及普通烯丙基樹脂(二烯丙基雙酚A)改性雙馬來酰亞胺樹脂的優(yōu)點。3233環(huán)氧型烯丙基系列化合物3435含胺型烯丙基系列化合

該類烯丙基化合物以不同的有機(jī)胺為主鏈結(jié)構(gòu)，除具有二烯丙基雙酚A的特點外，還兼具低粘度和催化特性。3637酚醛型烯丙基系列化合物

該類烯丙基化合物以具有不同結(jié)構(gòu)特點的酚醛樹脂為主鏈結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的耐熱和耐燒蝕性。383940含硼型烯丙基系列化合物

該類烯丙基化合物含有硼元素，其改性雙馬來酰亞胺樹脂具有更突出的耐熱性和耐燒蝕性。41424344應(yīng)用產(chǎn)品研制出了四種改性BMI樹脂4501A、HY2001、JB2001、4503A等，它們可以和各種纖維制成高性能的復(fù)合材料4501A、HY2001、JB2001具有優(yōu)異的成型工藝性，軟化點較低（為35－45℃），可以任意比例與丙酮混溶。它們主要適應(yīng)于真空袋壓、模壓、熱壓罐等成型工藝4503A適用于樹脂傳遞模塑工藝（RTM）成型復(fù)合材料，它在室溫下的粘度低（0.4Pa.s），工作期長(>48h),可以室溫壓鑄成型復(fù)合材料。固化樹脂的Tg>250℃454501A固化樹脂的性能密度1.21g/cm3沖擊強(qiáng)度14.5kJ/m2拉伸強(qiáng)度73MPaHDT268℃拉伸模量3.67GPaTg274℃斷裂伸長率2.02%Tdi，425℃彎曲強(qiáng)度120MPa吸水率3.2%ε(10GHz)3.3tgδ(10GHz)0.011464503固化樹脂的性能

密度，g/cm31.21

拉伸強(qiáng)度，MPa71.2

拉伸模量，GPa3.5

斷裂伸長率，%1.85彎曲強(qiáng)度，MPa82.6

沖擊強(qiáng)度，kJ/m27.9HDT，℃215