论文部分内容阅读
双马来酰亚胺(BMI)树脂的特殊的分子骨架结构,赋予其优异的耐热性、耐候性和耐腐蚀性以及良好的力学性能和较好的尺寸稳定性。BMI作为复合材料基体树脂、耐高温胶黏剂、泡沫材料等,被广泛的应用于航天航空、电子、汽车等领域。但由于固化后的BMI树脂交联密度大使得其韧性较差,不能满足加工工艺及使用性能上的需求,限制了其进一步的发展应用。本文在前人研究基础上,选用本课题组自主研发的高性能热塑性树脂PPENS来增韧改性二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM),并合成了固化剂DABP,在增韧的同时改善体系的加工流动性。首先,设计合成了不同氰基含量和分子量的活性氨基封端聚芳醚腈砜PPENS-DA;通过熔融法制备了DABPA/PPENS-DA/BDM共混体系,并采用动态DSC法研究了其固化动力学,最终确定了固化工艺。其次,详细考察了不同氰基含量、分子量以及在共混体系中的添加量的PPENS-DA,对共混体系的冲击性能、弯曲性能、耐热性能以及断裂机理进行了考察。结果表明,本研究范围内PPENS-DA中氰基含量为75-phr、添加量为10-phr时体系的力学性能最佳,体系由纯BDM的脆性断裂转为韧性断裂,耐热性能基本上变化不大。再次,对DABPA/PPENS-DA/BDM体系进行了化学流变性测试,全面综合的考察了其动态粘度特性、固化特性以及静态粘度特性,并通过双阿伦尼乌斯方程建立其等温化学流变模型,最终预报了RTM工艺窗口。动态粘度结果表明,该共混体系在70-165℃之间有一段较宽的低粘度平台区；在此温度范围内选取恒温点：120、130、140、150和160℃进行静态粘度考察,表明随着温度的升高,体系低粘度保持时间缩短；综合体系反应活性和低粘度特性,确定了加工窗口为130-150℃范围。将建立的等温化学流变模型与实验数据进行对比,表明该模型曲线与实验值有较好的吻合性。最后,合成了固化剂DABP,通过动态DSC扫描考察了DABP/PPENS-DA/BDM共混体系的动力学参数并确定了固化工艺。比较了DABP/BDM体系和10-phrDABP/PPENS-DA/BDM体系的冲击强度、弯曲强度和断面结构,表明DABP固化体系的冲击强度(3.65KJ/m2)比DABPA固化体系(2.41KJ/m2)提高了52%。DMA和TGA测试表明,添加PPENS-DA后体系的耐热性有所提高。考察了该共混体系的化学流变性,对其动态和静态粘度进行了测试分析,预报了其加工工艺窗口；建立了其等温化学流变模型,将模拟曲线与实验数据进行了对比,结果表明二者具有较好的吻合性。