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BMI树脂及其改性方法
引言
近几十年来,由于高新技术的发展,对耐高温树脂基模塑料提出了越来越高的要求。一般来说,普通的环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等模塑料,很难同时满足对耐热性、电气特性、机械强度的要求,如环氧树脂、酚醛树脂耐热性差,而有机硅树脂在高温时机械强度也偏低。双马来酰亚***(BMI)树脂是热固性树脂的主要品种之一。被认为是目前发展最快且最有前途的一种复合材料基体树脂,引起复合材料界的广泛重视[1~15]。经过改性的双马来酰亚***树脂,由于可以用一般的成型方法进行加工,并且在200℃以上的高温下使用其机械强度和电气性能仍具有很高的保持率。在耐高温树脂基模塑料中,其机电性能较好地得到了平衡,在电气电子、精密机械、汽车、航空航天等领域有着较高的评价,具有广阔的应用前景。
双马来酰亚***树脂概述
双马来酰亚***树脂(BMI)是以马来酰亚***为活性端基的一类双官能团化合物,是由聚酰亚***树脂体系派生的另一类树脂体系,其树脂具有与典型热固性树脂相似的流动性和可模塑性,可用与环氧树脂相同的一般方法加工成型。BMI于1948年,由美国人Searle合成,并获得了BMI的合成专利。在20世纪70年代,Rhone Poulenc公司开发了成型加工性优良的双马来酰亚***树脂体系,这种树脂与玻璃纤维和碳纤维复合制成的复合材料具有优异的力学性能和耐热性。
双马来酰亚***树脂固化物具有良好的耐高温性、耐辐射性、耐湿性及低吸水率,作为高强度、高模量和相对密度较低的高级复合材料树脂虽然已在航空航天业,电子电器业,交通运输业等诸多行业中日益获得广泛的应用,但是,经常使用的BDM结构的双马来酰亚***树脂在***中的溶解度小,不能用于预浸料,给加工带来不便[16~23]。另外,双马来酰亚***熔点较高,熔融粘度大,溶解性差,必须使用特殊的溶剂,由于这些溶剂的使用,使生产成本增加,而且,由于极性溶剂的存在,与马来酰亚***产生强的相互作用,加之沸点较高,成型温度高,在烘干和热处理固化过程中不易使溶剂完全从制品中渗出,残存的溶剂使制品脆性大,性能下降,特别是韧性差,阻碍了其应用和发展。为此,必须对其进行改性,改善其加工性能,使其更好地发挥其综合性能较好的特点,为人类社会的发展作出贡献。近年来,对双马来酰亚***的改性研究一直是耐热高分子材料领域中的一个非常活跃的发展方向。
双马来酰亚***树脂的改性[24~31]
自BMI树脂被人们使用后,人们对其的改性工作就从未停止过,目前对双马来酰亚***树脂改性方法大致可分为5类。
改变交联网络的化学结构,提高网链的运动能力实现增韧
在双马来酰亚***树脂分子结构中,马来酰亚***环上的-C=C-受邻位羰基的吸电子作用而成为贫电子双键,因而易与含活泼氢的化合物(二元***、酰***、酸酐、醇、硫醇以及酚等)进行反应,也可以与含有不饱和双键的化合物进行共聚反应,这为改变双马来酰亚***固化物交联网络化学结构,提高网链的运动能力,提供了有利条件。目前广泛采用的较好的方法有二元***扩链、新型烯丙基化合物与
BMI共聚和新型结构BMI树脂的合成。
(1) 二元***扩链剂与BMI共聚
二元***与BMI单体共聚是BMI树脂改性最早期的研究方法,研究较多的是芳香二元***与BMI单体共聚体系,。
OR OH2NR