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FRP玻璃鋼復合材料論壇

標題: 廣州天藍化工科技有限公司耐高溫聚酰亞胺膠黏劑研究應用進展 [打印本頁]

作者: tinochemical 時間: 2010-10-11 14:55
標題: 廣州天藍化工科技有限公司耐高溫聚酰亞胺膠黏劑研究應用進展
廣州天藍化工科技有限公司耐高溫聚酰亞胺膠黏劑研究應用進展

近年來以環氧、酚醛等樹脂為基礎的膠黏劑在各種飛行器的制造中得到了越來越廣泛的應用。與機械連接、焊接、鉚接等傳統的連接技術相比,采用膠接的方式具有結構質量輕、表面光滑、應力分布均勻、抗疲勞、密封性好、可連接具有不同特性材料等優點,因此現代空天飛行器制造中已離不開膠黏劑和粘接技術。然而隨著飛行器飛行速度的不斷提高,使用的樹脂基復合材料耐溫等級也不斷提升,與此同時這些復合材料部件的制備越來越多地使用膠黏劑,這就對應用于這些領域的膠黏劑的使用溫度提出了更高的要求,如要求耐高溫膠黏劑可以在232℃使用幾千小時,在316℃使用幾百小時。現有的耐高溫結構膠黏劑多為改性環氧樹脂膠黏劑、改性酚醛樹脂膠黏劑以及改性有機硅膠黏劑,其耐熱溫度不超過260℃, 耐熱等級無法與耐更高溫度等級的聚酰亞胺等材料相匹配,從而限制了耐高溫樹脂基復合材料在航空航天飛行器上的進一步應用。廣州天藍化工科技有限公司系列綜合性能優異耐高溫聚酰亞胺膠黏劑,并已在多種高溫環境中得到應用。

聚酰亞胺膠黏劑的研究與發展現狀

聚酰亞胺膠黏劑根據合成方法的不同可以分為縮聚型和加成型兩大類。

縮聚型聚酰亞胺用作膠黏劑時,一般是由芳香四酸二酐和芳香二胺縮聚生成可溶的聚酰胺酸,然后用物理或化學方法脫水環化生成聚酰亞胺。由于縮聚型聚酰亞胺難溶于一般有機溶劑,因此,作為膠黏劑使用時必須將聚酰胺酸(PAA)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSO)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等高沸點極性溶劑中,以聚酰胺酸膠液的形式貯存、加工。但是由于聚酰胺酸是溶解性很大的高分子電解質,其溶液對溫度、濕度都比較敏感,貯存穩定性較差,在貯藏過程中易發生水解造成黏度下降。另外由于聚酰胺酸在固化過程中有水和溶劑等小分子放出,因此在粘接大面積制品時易在膠層產生氣泡或形成空隙,致使粘接強度降低從而影響粘接效果。

目前開發了熱塑性聚酰亞胺,直接采用聚酰亞胺按照熱塑性樹脂的方法加工,由于加工過程中無揮發物產生,因而可以得到幾乎無氣孔的膠接件。賦予聚酰亞胺熱塑性的方法主要通過降低縮合型聚酰亞胺分子結構的剛性,增加柔性來實現,因此熱塑性聚酰亞胺通常耐溶劑性較差,Tg相對較低。廣州天藍化工研究院研究中心采用3, 3’, 4, 4’-二苯甲酮四羧酸二酐 (BTDA)和3, 3’-二氨基二苯酮(3, 3’-DABP)制備了一種非晶態假塑性聚酰亞胺LARC-TPI[3],其Tg為250℃,熱分解溫度為520℃。LARC-TPI具有優良的粘接性能,由其粘接的鈦合金試件的剪切強度在室溫下為36. 5MPa,在232℃下為13. 1MPa,在232℃下經3 000 h熱老化后其剪切強度升至20. 7MPa。但是LARC-TPI的流動性較差,粘接時固化溫度為343℃,壓力1. 4MPa。杜邦公司采用熱氧化穩定性高的4, 4’-(2, 2-六氟代異丙叉)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)與95%的對苯二胺(p-PDA)和5%的間苯二胺(m-PDA)共聚制備了高耐熱性的熱塑性聚酰亞胺NR-150B2,其Tg為340℃,粘接碳纖維/PMR-15復合材料的剪切強度室溫下為15. 3MPa, 316℃下為12. 9MPa,具有較好的高溫粘接性能。

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