先进复材基体树脂增韧4

minihe123

2008年12月18日讯：复合材料由于质量轻且具有比一般金属材料高的比强度、比模量，广泛地用于飞行器及结构件；尽管金属基、陶瓷基复合材料近年来有很大进展，然而实用的复合材料中树脂基体仍然占绝对优势。热固性树脂通常用作复合材料基体树脂，其中包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂等类型，对基体树脂进行增韧改性是提高复合材料的性能的关键措施之一。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，最初使用橡胶共混改性，近年来发展了用耐热性高、力学性能良好的热塑性工程塑料如聚酰醚砜、聚碳酸酯、聚醚醚酮和聚酰亚胺来增韧热固性树脂。    3、聚醚酰亚胺分子质量的影响
    (1)聚醚酰亚胺分子质量对其改性双酚A环氧体系性能的影响
    聚醚酰亚胺分子质量对改性体系相结构有重要影响。20%不同数均分子质量PIP增韧DGEBA(Epon-828)的力学性能和断裂能数据如表2所示。表2 以20%不同端官能团BisADA/Bisp改性的环氧等共混物的断裂性能

System	KIC/(Mpa·m1/2)	E/GPa	GIC/(J·m-2)	相态
Epoxy/DDS(Mn×10-4)	0.63	2.5	159	/
Phenyl-2.0	1.38	2.6	732	反转
Amino-1.8	1.28	2.7	603	反转
Phenyl-1.5	1.20	2.6	555	连续
Amino-0.8	0.71	2.6	192	连续

    图4 20%PIP改性Epon-828(150℃固化2h。200℃后固化7h)断裂表面SEM照片
    低分子质量胺端基PIP(8000)改性DGEBA获得海岛两相结构(图4c)，几乎没有增韧效果，而苯端基PIP(15000)却呈现双连续相结构(图4d)，具有好的增韧效果。

    (2)聚醚酰亚胺分子质量对其改性的双酚A氰酸酯树脂体系的性能影响
    以PIP改性双酚A型氰酸酯树脂为例，通过改性体系薄膜的拉伸力学性能的测量，可以比较不同分子质量PIP改性体系相结构对其力学性能的影响。图5为两种分子质量PIP改性体系的拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率的比较。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家表示，由图可知：与纯的氰酸酯树脂相比，PIP(0.31)改性体系的拉伸力学性能最高可提高33%，但PIP(0.69)改性体系的拉伸力学性能几乎没有变化。