聚酰亞胺（PI）材料因其分子鏈中含有大量的芳雜環(huán)剛性共軛結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的耐高低溫、耐老化、耐輻照、耐化學(xué)腐蝕和低介電、高絕緣等特點(diǎn),作為樹脂基體在航空航天領(lǐng)域具有重要應(yīng)用,如耐高溫軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道、外罩導(dǎo)管等。隨著飛行器馬赫數(shù)的快速提升,對(duì)材料結(jié)構(gòu)減重或透波功能、長期使用溫度等提出了更高的要求。高強(qiáng)高模PI纖維兼具PI材料的綜合性能特點(diǎn)和高性能纖維的力學(xué)性能特點(diǎn),可滿足熱固性PI樹脂高溫高壓的加工要求。本研究采用高強(qiáng)高模PI纖維織物增強(qiáng)熱固性PI樹脂制備一種全PI復(fù)合材料,為結(jié)構(gòu)-功能一體化高性能復(fù)合材料的研究拓展了新的方向,主要研究內(nèi)容如下:1.采用單體原位聚合（PMR）法制備PI-PEPA、PI-NA兩種熱固性樹脂,確定了樹脂體系的固化工藝參數(shù),并對(duì)樹脂模壓件進(jìn)行性能表征。結(jié)果表明,PI-PEPA具有更為優(yōu)異的綜合性能,熔體最低粘度僅為200Pa·s,熔體加工窗口寬,具有優(yōu)異的加工成型性能,固化后玻璃化溫度在330-350℃之間,熱失重5%溫度在610℃以上,線性熱膨脹系數(shù)為16.64 ppm/K,拉伸強(qiáng)度可達(dá)到80 MPa以上,模量在2.5 GPa附近,斷裂伸長率大于9%,抗沖... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３?ＰＩ纖維的制備方法??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＩ?ｆｉｂｅｒ??１．２．２?ＰＩ纖維的應(yīng)用??

能夠制備得到高品質(zhì)的碳纖??維增強(qiáng)ＰＩ樹脂基復(fù)合材料［４９１。??（ａ）??〇??，ＣＯＯＣＨｊ??２?ｉ?Ｖ：?＋?２．０８７?Ｈ，Ｃ〇〇Ｃ?＇「丫ＹＣ〇〇ＣＨ５?＋?３．０８７?明．．．．＜ｆ?價(jià)?娜??Ｊ．、Ｃ〇〇Ｈ??Ｒｏｏｍ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?－Ｈ２Ｏ??ｔｏ??２５０°Ｃ?ｌ?－ＣＨｓＯＨ??０?！?°?〇?＿」２．０８７?０??２５０?ｔｏ?３１６?°Ｃ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ??＾?ｂ?Ｌ?Ｏ?ｏＪ?２．０８７?〇??〇４—?一??圖１－６?ＰＭＲ－１５樹脂的制備流程及降冰片烯基的固化反應(yīng)（ａ）制備流程；??（ｂ）降冰片烯基的固化反應(yīng)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＰＭＲ－１５?ｒｅｓｉｎ?ａｎｄ?ｃｕｒｉｎｇ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅ??（ａ）?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＰＭＲ－１５；?（ｂ）?Ｃｕｒｉｎｇ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅ??（２）第二代耐３７１?°Ｃ?（７００?°Ｆ）?ＰＩ樹脂基體??隨著航空航天工業(yè)的快速發(fā)展，第一代耐３１６°Ｃ?ＰＩ樹脂基體己經(jīng)不足以滿足航空??航天工業(yè)對(duì)材料耐熱性的需求。因此各國研究人員以ＰＭＲ－１５樹脂為基礎(chǔ)，開發(fā)出了??第二代ＰＩ樹脂基體。如ＮＡＳＡ開發(fā)的ＰＭＲ－ＩＴ－５０第二代ＰＩ樹脂采用化學(xué)穩(wěn)定性更好??的六氟二酐（６ＦＤＡ）取代了酮基二酐單體４，４＇－ＢＴＤＡ，將具有致癌性的二胺單體ＭＤＡ??改成了剛性更大的對(duì)苯二胺（ｐ－ＰＤＡ）單體，使得樹脂的耐熱性能有所提升，以ＰＭＲ－??１１－５０為基體制備的復(fù)合材料的長期使用溫度提高到３７

真空袋將復(fù)合材料預(yù)浸料密封于熱壓罐中，在罐體內(nèi)部??施加一定溫度和壓力的條件下將復(fù)合材料固化成型的加工工藝。其特點(diǎn)為：①罐內(nèi)溫??度、壓力均勻分布，制備的復(fù)合材料樹脂分布更均勻；②適用范圍更廣，幾乎滿足所有??樹脂基復(fù)合材料的成型工藝對(duì)于溫度的要求；③制備的復(fù)合材料質(zhì)量更高，孔隙率低，??機(jī)械性能穩(wěn)定。目前，大部分纖維增強(qiáng)ＰＭＲ型ＰＩ樹脂基復(fù)合材料均采用熱壓罐成型??工藝。但是熱壓罐工藝仍存在一些不足，例如不能用于加工形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，搭建設(shè)??備投入大，成型周期長，成型過程能耗大等圖１－９為熱壓罐成型示意圖。??袋封韃合?■■?＼??Ｍ料制件?綱、中?�。�?＼?＼??ｍ?＞?＾?、??ｎ?＾??ｒｎ?，嘴??．??－?ｎ????丨?ｒ－，．ｌｌｒｌｒ，．．．．．．Ｉ，．．．．，??圖１－９復(fù)合材料熱壓罐成型示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－９?Ｆｏｒｍｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ａｕｔｏｃｌａｖｅ??（２）熱模壓成型??熱模壓成型是一種將適量的樹脂或復(fù)合材料模壓料置入模具中，在加熱加壓條件??下樹脂發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)，制備復(fù)合材料的一種成型工藝。與熱壓罐嚴(yán)苛的成型條件??相比，熱模壓成型工藝相對(duì)較為簡單。另外，熱模壓成型具有成型時(shí)間短、成本低、可??操作性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在復(fù)合材料質(zhì)量不均勻的缺點(diǎn)，熱壓溫度、壓力以及時(shí)間等??不同都會(huì)影響復(fù)合材料的產(chǎn)品質(zhì)量。目前熱模壓成型常用于短切纖維增強(qiáng)ＰＩ樹脂復(fù)合??材料的制備，復(fù)合材料的模壓件被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床和石油化工等領(lǐng)域＠－８２】。??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對(duì)位芳綸和聚芳酯纖維在高性能繩纜中的應(yīng)用[J]. 余曠,齊亮.  合成纖維. 2020(03)
[2]超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維表面處理對(duì)UHMWPE/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面性能的影響機(jī)制[J]. 賈彩霞,王乾,任榮,任志磊.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]高性能玻璃纖維發(fā)展研究進(jìn)展[J]. 高巖立,冀克儉,鄧衛(wèi)華,趙曉剛,李艷玲,劉元俊,邵鴻飛,周彤,華蘭.  山東化工. 2020(05)
[4]復(fù)合材料樹脂傳遞模塑注膠工藝調(diào)控方法與技術(shù)[J]. 張國利,張策,史曉平,王志鵬,姜茜.  紡織學(xué)報(bào). 2019(12)
[5]熱壓罐成型復(fù)合材料成型工藝的常見缺陷及對(duì)策[J]. 胡大豹.  科技風(fēng). 2019(34)
[6]耐高溫聚酰亞胺樹脂及其復(fù)合材料的研究及應(yīng)用[J]. 王倩倩,周燕萍,鄭會(huì)保,劉運(yùn)傳,王雪蓉,王康,姚凱,肖勇,李軍艷,張符.  工程塑料應(yīng)用. 2019(08)
[7]Foam Forming: An Effective Method to Prepare Polyimide Fiber-based Paper[J]. Shunxi Song,Xiaoli Zhen,Meiyun Zhang,Peiyao Wang,Jiaojun Tan.  Paper and Biomaterials. 2019(03)
[8]芳綸纖維紙的制備及應(yīng)用[J]. 崔廣智,姜篤建.  造紙裝備及材料. 2019(02)
[9]熱固性聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料的增韌改性研究進(jìn)展[J]. 楊濤,張朋,董波濤,鐘翔嶼,李曄,包建文.  航空制造技術(shù). 2019(10)
[10]高強(qiáng)高模聚酰亞胺纖維/改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料制備及性能[J]. 李是卓,卓航,韓恩林,張代軍,劉剛,田國峰,包建文,武德珍.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2020(01)

博士論文
[1]新型聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 耿東兵.武漢理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]耐高溫聚酰亞胺樹脂的合成與性能研究[D]. 趙國富.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[2]三種碳纖維復(fù)合材料孔隙率分析檢測的對(duì)比研究[D]. 龔楚.南昌航空大學(xué) 2016
[3]苯乙炔封端側(cè)基交聯(lián)型聚酰亞胺的制備與性能研究[D]. 白哲革.吉林大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3613163