[發明專利]聚酰亞胺纖維織物增強聚酰亞胺樹脂基復合材料及其制備方法有效

申請號：	201310185940.8	申請日：	2013-05-19
公開（公告）號：	CN103319890A	公開（公告）日：	2013-09-25
發明（設計）人：	武德珍;孫旭陽;田國峰;齊勝利;牛鴻慶	申請（專利權）人：	北京化工大學
主分類號：	C08L79/08	分類號：	C08L79/08;C08J5/24;C08J5/06;C08G73/10
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摘要：
搜索關鍵詞：	聚酰亞胺纖維織物增強樹脂復合材料及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于高性能復合材料技術領域，具體涉及一種聚酰亞胺纖維織物增強聚酰亞胺樹脂基復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著航空航天和國防軍工科技的高速發展，高性能聚合物基復合材料的研究逐漸向耐高、低溫、高強度、高模量、低密度和功能化等方向發展。在追求傳統復合材料高強、低質性能特點的同時，針對不同的應用環境，往往還需要材料具有良好的耐高低溫、耐輻射、低介電常數和介電損耗等附屬性能。

在目前已知的纖維增強材料中，能夠用來制備高性能聚合物基復合材料的纖維主要有碳纖維、芳綸纖維和PBO纖維等。近年來，聚酰亞胺纖維以其優異的耐高、低溫性能、高強度、高模量、高抗蠕變性、高尺寸穩定性、低熱膨脹系數、高電絕緣性、低介電常數與介電損耗、耐輻射、耐腐蝕等優點，同時還具有真空揮發份低、揮發可凝物少等空間材料的特點，成為了高性能增強纖維的又一個重要研究方向。與碳纖維相比，聚酰亞胺纖維具有較低的密度、介電常數和良好的電絕緣性能；與芳綸纖維相比，聚酰亞胺纖維具有較低的吸水率、較高的殘碳率和優異的耐輻照性能。因此，使用聚酰亞胺纖維作為增強體材料，既能夠滿足復合材料的基本力學和熱學性能，還能夠滿足某些特殊環境下的使用要求，對高性能復合材料的全面發展具有重要的推動作用。

同時，在復合材料的基體選擇中，以聚酰亞胺為基體的樹脂材料也表現出優異的綜合性能，在航天、航空、空間技術等領域展現出了誘人的應用前景。目前采用聚酰亞胺作為樹脂基體制備的復合材料已經被廣泛應用于飛機尾翼、整流罩、導彈殼體等飛行器的結構部件中。因此，本發明采用同質材料自增強的方法，制備并開發了一種聚酰亞胺纖維增強聚酰亞胺樹脂基復合材料及其制備方法。通過同種材料具有相似化學結構的特點，增強纖維和基體之間的界面粘接能力。同時，該復合材料全部由聚酰亞胺構成，具有聚酰亞胺材料的全部性能特點。與目前比較常用的碳纖維/聚酰亞胺復合材料相比，該材料具有低介電常數、低介電損耗和較高的電絕緣性能等特點，可以有針對性的應用于雷達天線罩或作為結構部件廣泛應用于航空航天、國防軍工等領域中。

發明內容

基于以上背景技術內容，本發明的目的在于公開一種聚酰亞胺纖維織物增強聚酰亞胺樹脂基復合材料及其制備方法。

本發明公開的聚酰亞胺纖維織物增強聚酰亞胺樹脂基復合材料的增強體為聚酰亞胺纖維織物，基體為聚酰亞胺樹脂。其制備方法的具體步驟如下：

(1)?選取聚酰亞胺纖維為增強體，聚酰亞胺樹脂作為基體材料；

(2)?將聚酰亞胺纖維紡織成纖維織物，對紡織好的織物表面進行改性處理，得到表面改性的聚酰亞胺纖維織物；

(3)?利用酸酐基團與氨基總摩爾數相等的原則、樹脂總量、固含量以及設計的數均分子量即可確定所用的二酐、封端劑、二胺以及醇的量；將二酐和封端劑溶于無水乙醇中進行酯化反應6小時，然后將二胺加入上述溶液中反應6小時，得到PMR型聚酰亞胺樹脂溶液；

(4)?使用步驟?(3)?中得到的樹脂溶液將步驟?(2)?中得到的表面改性的聚酰亞胺纖維織物手糊粘成2mm厚，然后在60~100^oC下熱烘除溶劑6小時，在200^oC下環化反應1小時，得到預浸料；

(5)?將步驟?(4)?中得到的預浸料在250~270^oC的溫度下以及2~3MPa的壓力下保持30分鐘，然后在320~370^oC的溫度下保溫保壓1小時，得到聚酰亞胺纖維織物增強聚酰亞胺樹脂基復合材料。

本發明中，步驟?(2)?中所述的聚酰亞胺纖維的表面處理方法包括堿液刻蝕法、等離子改性法中的任意一種或幾種混合使用。

本發明中，步驟?(3)?中所述的二酐為聯苯二酐、二苯酮二酐、六氟二酐、二苯醚二酐中的任意一種或幾種混合使用。

本發明中，步驟?(3)?中所述的封端劑為降冰片烯二酸酐、苯炔基苯酐中的任意一種或幾種混合使用。

本發明中，步驟?(3)?中所述的二胺為二苯醚二胺、對苯二胺中的任意一種或幾種混合使用。