先进复材基体树脂增韧4
复合材料由于质量轻且具有比一般金属材料高的比强度、比模量,广泛地用于飞行器及结构件;尽管金属基、陶瓷基复合材料近年来有很大进展,然而实用的复合材料中树脂基体仍然占绝对优势。热固性树脂通常用作复合材料基体树脂,其中包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂等类型,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。初使用橡胶共混改性,近年来发展了用耐热性高、力学性能良好的热塑性工程塑料如聚酰醚砜、聚碳酸酯、聚醚醚酮和聚酰亚胺来增韧热固性树脂。
3、聚醚酰亚胺分子质量的影响
(1)聚醚酰亚胺分子质量对其改性双酚A环氧体系性能的影响
聚醚酰亚胺分子质量对改性体系相结构有重要影响。20%不同数均分子质量PIP增韧DGEBA(Epon-828)的力学性能和断裂能数据如表2所示。表2 以20%不同端官能团BisADA/Bisp改性的环氧等共混物的断裂性能
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System |
KIC/(Mpa・m1/2) |
E/GPa |
GIC/(J・m-2) |
相态 |
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Epoxy/DDS(Mn×10-4) |
0.63 |
2.5 |
159 |
/ |
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Phenyl-2.0 |
1.38 |
2.6 |
732 |
反转 |
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Amino-1.8 |
1.28 |
2.7 |
603 |
反转 |
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Phenyl-1.5 |
1.20 |
2.6 |
555 |
连续 |
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Amino-0.8 |
0.71 |
2.6 |
192 |
连续 |

图4 20%PIP改性Epon-828(150℃固化2h。200℃后固化7h)断裂表面SEM照片
低分子质量胺端基PIP(8000)改性DGEBA获得海岛两相结构(图4c),几乎没有增韧效果,而苯端基PIP(15000)却呈现双连续相结构(图4d),具有好的增韧效果。


(2)聚醚酰亚胺分子质量对其改性的双酚A氰酸酯树脂体系的性能影响
以PIP改性双酚A型氰酸酯树脂为例,通过改性体系薄膜的拉伸力学性能的测量,可以比较不同分子质量PIP改性体系相结构对其力学性能的影响。图5为两种分子质量PIP改性体系的拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率的比较。由图可知:与纯的氰酸酯树脂相比,PIP(0.31)改性体系的拉伸力学性能高可提高33%,但PIP(0.69)改性体系的拉伸力学性能几乎没有变化。








































