复材材料高性能树脂

5-降冰片烯 ，3-二羧酸的单烷基酯 降冰片烯-2， 二羧酸的单烷基酯 降冰片烯 芳香族四羧酸的二烷基酯
芳香族二元胺 甲醇或乙醇
5
3.5.1 聚酰亚胺——缩聚型聚酰亚胺 聚酰亚胺——缩聚型聚酰亚胺
缩聚型聚酰亚胺（C型PI） 缩聚型聚酰亚胺（ PI）
O C O C O Ar C O HO O C O + NH2 Ar NH2 C O C O * C O O C OH H N Ar' *
33
3.6.4 呋喃树脂
呋喃树脂
O
n
*
2-呋喃甲醇
2-呋喃甲醛
主要用于化工厂，特别是作罐、 主要用于化工厂，特别是作罐、槽、 管道的衬里和化工反应釜等。 管道的衬里和化工反应釜等。
34
3.6.5 脲醛树脂
脲醛树脂
甲醛
尿素
模塑混合料，粘合剂，纺织物处理剂等。 模塑混合料，粘合剂，纺织物处理剂等。 比酚醛树脂便宜、色泽较浅、气味小， 比酚醛树脂便宜、色泽较浅、气味小， 具有较好的抗电弧性，但其耐热性差， 具有较好的抗电弧性，但其耐热性差， 吸水量高。 吸水量高。
电性能优良、弯曲强度较好、耐 电性能优良、弯曲强度较好、 水性优良。 水性优良。
24
3.6.2 热固性丁苯树脂
25
3.6.3 有机硅树脂（1） 有机硅树脂（
甲基 苯基 网状结构 甲基苯基
纯硅树脂 主链构成
有 改性硅树脂 机 线性结构 硅 缩合型 树 固化反应机理 加成型 脂 过氧化物型
26
3.6.3 有机硅树脂（2） 有机硅树脂（
31
3.6.3 有机硅树脂（7） 有机硅树脂（
耐候性： 耐候性： 优良 憎水性： 憎水性： 憎水性高 粘接性： 粘接性： 差
32
3.6.3 有机硅树脂（8） 有机硅树脂（8
有机硅树脂的在复合材料方面的应用
热固性的有机硅塑料是以硅树脂为基本成 与云母粉、石棉、 分，与云母粉、石棉、玻璃丝纤维或玻璃布 等境料， 等境料，经压塑或层压而制成 有较高的耐热性， 有较高的耐热性，较优良的电绝缘性和耐电 弧性以及防水、 弧性以及防水、防潮等性能 按其成型方法不同，主要可分为层压塑料、 按其成型方法不同，主要可分为层压塑料、 模压塑料和泡沫塑料3种类型。 模压塑料和泡沫塑料3种类型。
BMI改性方法： BMI改性方法： 改性方法 ①用烯丙基化合物进行共聚改性； 用烯丙基化合物进行共聚改性； ②用芳香二胺化合物扩链改性； 用芳香二胺化合物扩链改性； ③用环氧树脂改性； 用环氧树脂改性； ④用热塑性树脂增韧改性； 用热塑性树脂增韧改性； ⑤用氰酸酯树脂改性。 用氰酸酯树脂改性。
8
3.5.1 聚酰亚胺树脂—双马来酰亚胺的改性 聚酰亚胺树脂— ①用烯丙基化合物进行共聚改性
Ar H + n Cl SO2 Ar' SO2 Cl Ar SO2 Ar' SO2 n + 2n HCl
20
3.5.7 聚砜和聚芳醚砜
聚砜类聚合物的性能特点： 聚砜类聚合物的性能特点：
热和热氧化稳定性突出； 热和热氧化稳定性突出； 机械强度高； 机械强度高； 化学稳定性较好， 化学稳定性较好，但不耐某些极性溶 剂如酮类、卤化烃、芳香烃等。 剂如酮类、卤化烃、芳香烃等。
10
3.5.1 聚酰亚胺树脂—双马来酰亚胺的改性 聚酰亚胺树脂— ⑤用氰酸酯树脂改性 增加BMI树脂韧性时不降低耐热性 增加BMI树脂韧性时不降低耐热性 BMI
11
聚酰亚胺—降冰片烯封端聚酰亚胺 3.5.1 聚酰亚胺 降冰片烯封端聚酰亚胺
PMR技术： PMR技术：降冰片烯酸酐与芳香族二 技术
酐先酯化成单酯和二酸二酯, 酐先酯化成单酯和二酸二酯,然后加入到芳香 族二胺的低沸点醇溶液中。 族二胺的低沸点醇溶液中。
①力学性能优良，玻璃化转变 力学性能优良， 温度较高， Tg>230℃； 温度较高， Tg>230℃； 三嗪环对称，极性弱， ②三嗪环对称，极性弱，介电 常数极低（ε=2.6）； 常数极低（ε=2.6）； 粘接性能优良， 177℃可 ③粘接性能优良，在177℃可 三嗪环结构 固化，无挥发物。 固化，无挥发物。 交联密度大，结晶度高， 交联密度大，结晶度高，脆性大 热固性树脂增韧 热塑性树脂增韧 橡胶弹性体增韧 晶须增韧
17
3.5.6 聚醚醚酮(PEEK) 聚醚醚酮(PEEK)
HO OH
＋ F
二二二 320℃
CO
F
NaCO 3
O
O
CO
性能特点： 性能特点： ①耐高温 ②自润滑 ③耐腐蚀性 ④自熄性 ⑤易加工成型
18
3.5.7 聚砜和聚芳醚砜
（1）普通双酚A型聚砜（简称聚砜） 普通双酚A型聚砜（简称聚砜）
CH 3 C CH 3
21
3.5.8 聚苯醚
CH3 两步法：首先制备银盐、然后使银盐聚合： ①两步法：首先制备银盐、然后使银盐聚合：
CH 3 Br OH CH 3
O Ag +
CH 苯醚链节
3
Br
OAg CH 3
CH3
CH 3 Br O CH 3
CH 3 Br OAg CH 3
CH 3 O CH 3
CH 3 OAg + AgBr CH 3
12
3.5.1 聚酰亚胺——乙炔封端聚酰亚胺 聚酰亚胺——乙炔封端聚酰亚胺
乙炔基和苯乙炔基封端的PI具有良好的加工性和 乙炔基和苯乙炔基封端的PI具有良好的加工性和 PI 高温热稳定性。 高温热稳定性。
13
3.5.2 聚苯并咪唑（PBI) 聚苯并咪唑（
NH2 NH2 X NH2
+
2
R
oC
O C
CF3
PBI性能特点： PBI性能特点： 性能特点
DM 耐高温性优异能1A 0c 120- 3 耐热氧化性优异 CF C N X 耐酸碱性能优异
3
NH2
CF3 N C R
R
NH2
NH2
耐高温纤维、 耐高温纤维、粘结剂以及 结构材料 加工性能很不理想限制了 N N X 它的应用 NH NH
R
2
R
14
3.5.3 氰酸酯树脂 氰酸酯树脂通式：NCO－ 氰酸酯树脂通式：NCO－R－OCN
2
3.5.1 聚酰亚胺——性能特点 聚酰亚胺——性能特点
聚酰亚胺树脂优点： 聚酰亚胺树脂优点：
具有最高的热稳定性和耐热性 具有优越的综合性能 相对于其他芳杂环高分子， 相对于其他芳杂环高分子，比较容易合成 品种多 应用领域广
聚酰亚胺树脂缺陷： 聚酰亚胺树脂缺陷：
较脆，耐损伤性差、热冲击时易开裂， 较脆，耐损伤性差、热冲击时易开裂，易变形 加工性能差，熔点高，成型压力高 加工性能差，熔点高，
过氧化物引发 ——含有乙烯基硅氧烷进行自由基聚合，形成三维 含有乙烯基硅氧烷进行自由基聚合， 含有乙烯基硅氧烷进行自由基聚合 网状高聚物。 网状高聚物。
29
3.6.3 有机硅树脂（5） 有机硅树脂（
有机硅树脂化学键的特点： 有机硅树脂化学键的特点： 键能大 ——一般高分子主链(C— 一般高分子主链(C ——一般高分子主链(C—C、C—O、C—N) 。键能 都不大，耐热性受限； Si— 的键能大， 都不大，耐热性受限；而Si—O的键能大，所以 聚有机硅氧烷具有很高的热稳定性 聚有机硅氧烷在化学结构与物理性质上都有无 机聚合物与有机聚合物的某些性质 可作为很好的电绝缘材料外， 可作为很好的电绝缘材料外，已普遍深入到航 国防、机械、化工纺织、医药卫生、 天、国防、机械、化工纺织、医药卫生、建筑 等工业领域中， 等工业领域中，发挥了它的独特作用
②用芳香二胺化合物扩链改性
Miachael加成 Miachael加成
9
3.5.1 聚酰亚胺树脂—双马来酰亚胺的改性 聚酰亚胺树脂— ③用环氧树脂改性 4，4’—二氨基二苯甲烷 二氨基二苯甲烷 (DDM) 4，4’—二氨基二苯砜 二氨基二苯砜 (DDS)
④用热塑性树脂增韧改性 耐高温热塑性树脂如聚醚砜、聚醚酮、 耐高温热塑性树脂如聚醚砜、聚醚酮、聚 苯并咪唑、聚醚酰亚胺等对BMI进行共混增韧。 BMI进行共混增韧 苯并咪唑、聚醚酰亚胺等对BMI进行共混增韧。
②氧化法：铜-胺催化氧化2，6-二甲基苯酚并耦合。 氧化法： 胺催化氧化2 二甲基苯酚并耦合。
CH3 CH3 + n/2 O2 O CH3 n
22
n HO
CH3
+ n H2O
3.5.9 聚苯硫醚
S8 / Na2CO3 300－350℃
ClClS来自综合性能优良23
3.6.1 1，2-聚丁二烯树脂 1，
3
3.5.1 聚酰亚胺——分类 聚酰亚胺——分类
缩聚型聚酰亚胺
聚酰亚胺
加聚型聚酰亚胺
（1）缩聚型聚酰亚胺
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
4
3.5.1 聚酰亚胺——分类 聚酰亚胺——分类
（2）加聚型聚酰亚胺 ①聚双马来酰亚胺 顺酐和芳香族二胺缩聚 ②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂
15
3.5.4 聚苯乙烯吡啶树脂(PSP) 聚苯乙烯吡啶树脂(PSP)
CH3
+ CH3
N
CHO
CHO
加 热 催 剂 化
CH3
CH3
HC
CH CH N
CH
n
+ H2O
浸渍纤维用液体树脂 溶于醇的固体树脂 仅能溶解于极性溶剂的固体树脂 适合于压塑或注塑成型的固体树脂
16
3.5.5 苯并环丁烯树脂(BCB) 苯并环丁烯树脂(BCB)
第三章 聚合物基体材料
3.5 高性能树脂
1
3.5.1 聚酰亚胺树脂——简介 聚酰亚胺树脂——简介
聚酰亚胺
O N O O O N