可溶性聚酰亞胺(用于飛機用碳纖維復合材料增韌劑)

   該產品是一種真正意義上完全可溶的聚酰亞胺(PI)，淡黃色粉末，國內空白。產品玻璃化溫度(Tg)為320-330℃，熱失重5%的溫度525℃左右，特性粘度在0.5-0.7dl/g（NMP中，30℃測試），產品100%亞胺化，純固體粉末態(tài)。室溫下，可溶于二氯甲烷、四氫呋喃、DMF、氯仿、苯乙酮、環(huán)己酮，丁內酯，DMAc，NMP，二惡烷等溶劑。溶解濃度可達20%以上。

產品優(yōu)點：

(1) 完全酰亞胺化；

(2) 不需要高溫后加工處理；

(3) 可溶解于普通溶劑；

(4) 優(yōu)異的粘接性；

(5) 韌性好的涂層；

(6) 耐化學腐蝕性優(yōu)異；

(7) 耐熱性能優(yōu)異；

(8) 100%固體粉末。

產品特點：

   產品是一種完全可溶的熱塑性聚酰亞胺，不含有前驅體-聚酰胺酸，而聚酰胺酸轉換成聚酰亞胺需要高溫條件才行。正因為此，該聚酰亞胺產品比常規(guī)PI加工更加簡單方便。比如，用于涂層應用，只要將該產品溶于溶劑中，噴涂在基材上，然后把溶劑揮發(fā)掉，就可以形成一層致密的、韌性強的涂層。而對于其他類型的聚酰亞胺，由于其不能溶解特性，只能用其前驅體-聚酰胺酸來涂層，但這個過程需要一個高溫“固化”過程，來轉化成聚酰亞胺，而這個固化過程會產生水這個副產物(聚酰胺酸轉換成聚酰亞胺是一種化學反應，會產生水)，由于水的產生，導致涂層很難平滑無“針孔”或者無缺陷。而該可溶性產品是完全環(huán)化的聚酰亞胺，加工過程中無水產生，可避免這一致命的缺陷產生。

   由于特殊的可溶解性能和非常優(yōu)異的耐溫性(玻璃化溫度高)，而且具有非常優(yōu)異的超越常規(guī)聚酰亞胺的耐化學腐蝕能力，如：水、水蒸氣、鹽水、酸、苛性堿和非極性溶劑(注：絕大多數(shù)聚酰亞胺不耐水蒸氣、酸和堿)。因此該產品特別適合用于高溫涂層和復合材料應用。

應用領域：

  (1)復合材料應用(飛機用結構材料)

   先進復合材料具有比模量、比強度高，抗疲勞、耐腐蝕，可設計性強等性能特點，已在航空裝備中得到廣泛應用，成為飛機結構最重要的材料之一，其用量成為飛機先進性的重要標志之一。與傳統(tǒng)的飛機機體使用的金屬材料(如鋁合金)相比，復合材料在制造或使用中遭受意外沖擊(如冰雹、飛石、裝配過程的工具跌落等)時，其內部易出現(xiàn)不易觀測到的分層損傷，嚴重威脅飛機結構的安全。因此，如何提高復合材料的抗沖擊損傷能力是復合材料在機翼、機身等主承力結構應用的關鍵技術之一。

隨著復合材料技術的不斷發(fā)展和飛機結構對復合材料要求的提高，1990年波音公司制定了高韌性碳纖維環(huán)氧預浸料標準(BMS8-276)，提出了適合民機主承力結構用復合材料的技術指標體系，大大推動高韌性復合材料技術的發(fā)展與應用。目前，航空先進復合材料的主要基體材料是熱固性樹脂(如用量較多的環(huán)氧樹脂基體類，雙馬來酰亞胺基體類)，熱固性樹脂具有成型工藝性、耐環(huán)境性和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，傳統(tǒng)的熱固性樹脂基體韌性較差，并遺傳給碳纖維復合材料較低的抗沖擊損傷能力。提高碳纖維復合材料抗沖擊損傷能力是先進復合材料及應用的關鍵技術之一，主要核心技術是基體樹脂增韌。熱固性樹脂最有效的增韌方法之一是向樹脂基體中加入韌性組分，通過構造所謂的“復相”或“多元”體系的手段達到提高樹脂基體體系韌性的目的。傳統(tǒng)熱固性樹脂基體的增韌方法主要是在樹脂中加入高性能的熱塑性樹脂，這種增韌技術通常稱之為本體增韌技術，在本體增韌技術基礎形成了初、中等韌性熱固性樹脂。樹脂本體增韌技術引入大量熱塑性成分后，犧牲了原有熱固性樹脂良好的黏性，使其工藝性明顯“劣化”，預浸料鋪敷性下降。此外，樹脂化學成分的改變以及固化后相結構的改變，使得增韌樹脂新結構的控制非常復雜。目前我國碳纖維復合材料經過增韌后，沖擊后壓縮強度(CAI)只能達到300MPa，而國際標準是高于350MPa，據有關資料報道，美國已經能達到380~420MPa。我國在碳纖維復合材料增韌技術方面與美國、日本等發(fā)達國家的差距直接影響了我國飛機制造業(yè)的水平，舉個例子，美國波音787已經超過一半材料使用先進復合材料，無人機結構件幾乎全部使用復合材料，戰(zhàn)斗機復合材料使用率也是逐年提高，而我國的飛機材料基本還是以金屬材料為主，直接導致了飛機續(xù)航能力弱，載彈量偏低等性能的差距。

聚酰亞胺被認為是熱穩(wěn)定性最好的材料之一，但普通聚酰亞胺用于復合材料增韌劑時，是以前驅體-聚酰胺酸使用的，聚酰胺酸雖然能溶解于環(huán)氧樹脂/雙馬來酰亞胺體系中，但這一工藝存在嚴重問題，因為在后期固化過程中會釋放出水份，缺少熔融流動性，而且加工這些材料需要很嚴格的工藝條件(高溫、高壓)。事實上，用于碳纖維復合材料用的增韌劑，需要材料具有以下特性：耐溫性要高(玻璃化溫度高于250度)，很好的韌性，與復合材料體系互溶尤其是固化前體系，固化條件溫和，固化時無小分子(如水)放出。針對于此，我們開發(fā)出一種獨特的適用于碳纖維復合材料的可溶性聚酰亞胺，該產品可與環(huán)氧樹脂/雙馬來酰亞胺樹脂體系互溶，制備預浸料時無需加溶劑，而且固化過程不產生小分子，因此在溫和的工藝條件下，制成的復合材料部件質量好，非常適合于飛機用復合材料。