耐高温聚酰亚胺硬质闭孔结构泡沫的制备及性能

• 作 者: 王磊磊
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 聚酰亚胺泡沫 分子结构 交联方式 发泡性能

聚酰亚胺泡沫由于具有轻质、耐高温、隔热、绝缘、阻燃等优异性能，在航空航天等领域具有着重要的应用价值。但目前聚酰亚胺泡沫一般为软质开孔泡沫，不能作为结构材料使用。为了满足航空航天等高技术产业的发展对硬质闭孔聚酰亚胺结构泡沫的应用需求，本论文从分子结构设计入手，通过系统研究聚酰亚胺泡沫的分子结构与发泡性能之间相互制约的关系，寻找提高泡沫闭孔率和强度的新方法与新途径。通过调控聚酰亚胺树脂基体的分子结构、分子量和交联方式，获得了聚酰亚胺硬质闭孔泡沫制备的新方法。主要研究内容包括:　　
1.在线型聚酰亚胺泡沫的基础上，通过制备以5-降冰片烯-2，3-二甲酸酐(NA)为封端剂的可控分子量的聚酰亚胺树脂，成功找到了一条聚酰亚胺硬质闭孔泡沫的新型制备方法。　　
2.通过系统研究聚酰亚胺树脂的分子结构对泡沫热性能和力学性能的影响，发现:由2，3，3，4-联苯四酸二酐(a-BPDA)、间苯二胺(m-PDA)和NA合成的聚酰亚胺树脂，所制备泡沫不仅具有最高的闭孔率(89％)，同时还具有较高的Tg(353℃)，以及优异的压缩性能(10％形变时压缩强度为1.34MPa)，最适宜用于耐高温聚酰亚胺硬质闭孔结构泡沫的制备。　　
4.通过系统研究前驱体树脂的设计分子量和泡沫密度对聚酰亚胺硬质闭孔泡沫热性能和力学性能的影响，发现:前驱体树脂设计分子量的改变会显著影响其发泡性能，适中的设计分子量的前驱体树脂可以得到具有高闭孔率(＞80％)和优异力学性能的聚酰亚胺泡沫。增加泡沫的密度，其闭孔率和力学性能也会显著提高。　　
5.为了进一步提高泡沫的力学性能，制备了铝蜂窝增强交联型聚酰亚胺泡沫。研究发现铝蜂窝可以显著提高泡沫的压缩性能。