先进复材基体树脂增韧3

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2008年12月17日讯：通过4种聚醚酰亚胺(PEI)PID、PIM、PIP和PIB改性的3种热固性树脂(环氧、氰酸酯以及双马来酰亚胺树脂)，其控制相结构是增韧基体树脂的关键因素，这对基体树脂增韧的研究有指导意义。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，对不同的热固性树脂体系需采用不同的结构、配方和固化工艺。PIP改性环氧体系呈现的双连续相结构，PEI改性双马来酰亚胺体系。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。    2、聚醚酰亚胺用量的影响
    聚醚酰亚胺用量不仅对改性体系相结构有影响，且对其力学性能有显著影响。以PIM聚醚酰亚胺改性双马来酰亚胺BMI/DBA为例，(BMI是4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷，DBA是0，0’-二烯丙基双酚A)，讨论聚醚酰亚胺用量对PIM/BMI改性体系相结构的影响和对改性材料力学性能的影响。如表1所示，加入5%PIM后，改性体系的断裂能较纯双马树脂有所升高。加入10%及15%PIM的改性体系断裂能有显著的增大。在PIM 15%改性体系，断裂能增大了2倍多。而改性材料弯曲模量略有下降。
                    表1 不同PIM含量的改性双马来酰亚胺共混物185℃下固化4h的力学性能及断裂强度

ω(PIM)%	E/GPa	KIC/(Mpa·m1/2)	GIC/(J·m-2)
0	3.94	0.0970	210.0
5	3.79	1.039	280.5
10	3.63	0.260	386.8
15	3.57	1.638	667.5
20	3.55	1.560	602.0

    可见聚醚酰亚胺用量的增大有利于材料韧性的升高。改性双马树脂体系的相结构随聚醚酰亚胺用量而变化，如图3所示。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍说，5%时所得为PIM分散粒子相结构，10%时形成双连续相结构，15%以上导致相反转，聚醚酰亚胺作为连续相和力学强度支撑相，有利于力学性能的大幅度提高，使断裂韧性得以提高。Hourston曾报道过在PEI(Uhem 1000)增韧环氧的体系中，PEI用量大于15%后，改性树脂均形成了相反转结构；且随着PEI用量增加，反转相粒子逐渐变小。但断裂韧性没有进一步提高。在双马体系中我们的结果和Hourston的是一致的。