專利名稱：一種耐高溫增韌的pmr型聚酰亞胺樹脂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PMR型聚酰亞胺樹脂，特別涉及一種增韌且耐高溫的PMR型聚酰亞胺樹脂，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
PMR(in situ polymerization of monomer reaction)型聚酰亞胺樹脂是目前耐溫等級最高的先進(jìn)復(fù)合材料基體之一，主要用于制造航空航天飛行器中各種耐高溫結(jié)構(gòu)部件以及發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端部件，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬件達(dá)到減重效果。雖然PMR型聚酰亞胺樹脂具有良好的工藝性、綜合力學(xué)性能以及高溫下較好的力學(xué)性能保持率等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著質(zhì)脆、耐微裂紋能力差、沖擊強(qiáng)度低的致命缺陷，這些在一定程度上限制了其在主結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用，因此，在保持其良好耐熱性的基礎(chǔ)上，改善其韌性就顯得非常必要。但傳統(tǒng)的增韌方法，在提高樹脂韌性的同時(shí)往往必然伴隨著其耐熱性的降低，本發(fā)明采用本身具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的熱塑性聚酰亞胺齊聚物和高聚物為增韌材料，在提高樹脂沖擊強(qiáng)度的同時(shí)還提高了其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是得到一種既具有高沖擊強(qiáng)度，又具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的PMR型聚酰亞胺樹脂。
本發(fā)明所用的PMR型聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)式為 發(fā)明具體內(nèi)容為1.選擇分子鏈剛性大、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高的酮酐型熱塑性聚酰亞胺齊聚物(記為TPI-1)和高聚物(記為TPI-2)做增韌材料，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 式1 酮酐型熱塑性聚酰亞胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)式其中，酮酐型熱塑性聚酰亞胺齊聚物的數(shù)均相對分子質(zhì)量分別為5000，10000，20000。
2.熱塑性聚酰亞胺齊聚物或高聚物與PMR型聚酰亞胺間的復(fù)合采用干摻混法，干摻混法的具體操作為先將PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體在高速粉碎機(jī)中制成約200目的細(xì)粉，然后，按照設(shè)定比例將該細(xì)粉與熱塑性聚酰亞胺齊聚物或高聚物粉末同在高速粉碎機(jī)中混合后使用。
3.混合后的粉末置于模具中熱壓固化可得到澆鑄體和各種形式的模塑件。混合體系中熱塑性聚酰亞胺的含量范圍為5-50％。熱壓固化工藝為室溫-250℃/0.5h-300℃/2h-325℃/1h-250℃/2h-室溫，在250℃加壓1.5MPa，待溫度達(dá)到280℃時(shí)加壓力到2.6MPa，并保持此壓力至開模。
4.所得到的澆鑄體或模塑件具有均勻的半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所謂的半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是指在PMR型聚酰亞胺固化形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中貫穿著熱塑性聚酰亞胺齊聚物或高聚物分子或分子群。該結(jié)構(gòu)是一種剛?cè)嵯酀?jì)的結(jié)構(gòu)，密集的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)保障了樹脂具有良好的耐熱性，而貫穿其中的熱塑性聚酰亞胺分子通過發(fā)生構(gòu)象的改變吸收能量，賦予樹脂良好的抗沖擊性能。
5.改性前后樹脂的Tg和沖擊強(qiáng)度數(shù)據(jù)對比見表1。
表1 改性前后樹脂的Tg和沖擊強(qiáng)度數(shù)據(jù)對比



附圖1酮酐型聚酰亞胺齊聚物增韌PMR型樹脂的DMA圖譜附圖2酮酐型聚酰亞胺高聚物增韌PMR型樹脂的DMA圖譜具體實(shí)施方式
下面列舉幾個(gè)實(shí)施實(shí)例，來明晰
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1數(shù)均相對分子質(zhì)量為5000的熱塑性聚酰亞胺齊聚物粉末12g與PMR型聚酰亞胺預(yù)聚物粉末108g在高速粉碎機(jī)中混和2min，在210℃/2h+260℃/0.5h下預(yù)處理后，熱壓成型為厚度為4mm的板材。
實(shí)施例2數(shù)均相對分子質(zhì)量為10000的熱塑性聚酰亞胺齊聚物粉末20g與PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體粉末108g在高速粉碎機(jī)中混和2min，在210℃/2h+260℃/0.5h下預(yù)處理后備用。
實(shí)施例3數(shù)均相對分子質(zhì)量為20000的熱塑性聚酰亞胺齊聚物粉末30g與PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體粉末70g在高速粉碎機(jī)中混和2min，在210℃/2h+260℃/0.5h下預(yù)處理后，熱壓模塑成型。
實(shí)施例4熱塑性聚酰亞胺高聚物粉末45g與PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體粉末65g在高速粉碎機(jī)中混和2min，在210℃/2h+260℃/0.5h下預(yù)處理后備用。
實(shí)施例5數(shù)均相對分子質(zhì)量為5000的熱塑性聚酰亞胺齊聚物粉末70g與PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體粉末108g在高速粉碎機(jī)中混和2min，在210℃/2h+260℃/0.5h下預(yù)處理后，熱壓成型為厚度為5mm的板材。
實(shí)施例6數(shù)均相對分子質(zhì)量為5000的熱塑性聚酰亞胺齊聚物粉末100g與PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體粉末100g在高速粉碎機(jī)中混和2min，在210℃/2h+260℃/0.5h下預(yù)處理后備用。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫增韌的PMR型聚酰亞胺樹脂，其特征是采用酮酐型熱塑性聚酰亞胺齊聚物或高聚物做增韌材料，通過干摻混法與PMR型聚酰亞胺樹脂復(fù)合在一起，該樹脂熱壓固化后具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫增韌的PMR型聚酰亞胺樹脂，其特征是酮酐型熱塑性聚酰亞胺齊聚物的數(shù)均相對分子質(zhì)量為5000，10000和20000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫增韌的PMR型聚酰亞胺樹脂，其特征是干摻混法的具體操作為先將PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體在高速粉碎機(jī)中制成約200目的細(xì)粉，然后，按照設(shè)定比例將該細(xì)粉與熱塑性聚酰亞胺齊聚物或高聚物粉末同在高速粉碎機(jī)中混合后使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫增韌的PMR型聚酰亞胺樹脂，其特征是混合后的粉末置于模具中熱壓固化可得到澆鑄體和各種形式的模塑件；混合體系中熱塑性聚酰亞胺的含量范圍為5-50％；熱壓固化工藝為室溫-250℃/0.5h-300℃/2h-325℃/1h-250℃/2h-室溫，在250℃加壓1.5MPa，待溫度達(dá)到280℃時(shí)加壓力到2.6MPa，并保持此壓力至開模。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增韌且耐高溫的PMR型聚酰亞胺樹脂。選擇具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的酮酐型熱塑性聚酰亞胺齊聚物或高聚物作為增韌改性材料。采用干摻混的方法將增韌改性材料與PMR型聚酰亞胺預(yù)聚體復(fù)合在一起。混合均勻的粉料熱壓固化后可制成澆注體和各種模塑件。酮酐型熱塑性聚酰亞胺的用量范圍在5－50％。由于改性后樹脂內(nèi)部形成了均勻的半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此，在樹脂的沖擊強(qiáng)度有了顯著提高的同時(shí)，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不僅沒有降低，反而比改性前提高了10℃以上。得到了一種韌性好且耐高溫的PMR型聚酰亞胺樹脂。該樹脂可用于各種模塑件的制備。
文檔編號(hào)C08J3/00GK101092509SQ20071011961
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者王文俊, 李永紅, 邵自強(qiáng), 郭濤 申請人:北京理工大學(xué)