高性能聚苯并f嗪树脂

收稿:2006年7月,收修改稿:2006年10月　3通讯联系人　e 2mail :z.lu @https://www.wendangku.net/doc/3f5617063.html,

高性能聚苯并　嗪树脂

门薇薇　鲁在君

3

(山东大学化学与化工学院　济南250100)

摘　要　聚苯并　嗪树脂作为一种新型酚醛树脂,不仅具有优异的耐热性和阻燃性,而且克服了传统酚

醛树脂在成形固化过程中释放小分子的缺点,在制备高性能材料方面已引起研究者的广泛关注。本文综述了近年来国内外为制备高性能化聚苯并　嗪树脂所做的一些研究工作,包括从主链或侧链中引入苯环等刚性官能团、在主链或侧链中引入可聚合官能团、与另一种高分子形成共混或共聚物以及与其它材料复合形成复合材料等,并对该树脂材料的工业开发前景、国内外研究现状以及发展趋势进行了分析。

关键词　高性能聚苯并　嗪树脂　改性　热性能　机械性能中图分类号:O632.7;T Q323　文献标识码:A 文章编号:10052281X (2007)0520779208

H igh Performance Polybenzoxazines

Men Weiwei Lu Zaijun

3

(School of Chemistry and Chemical Engineering ,Shandong University ,Jinan 250100,China )

Abstract As a new type of phenolic resin ,polybenzoxazines have attracted considerable attention in preparing high performance resins because of their fascinating characteristics such as no release of v olatiles during cure ,g ood thermal stability ,and flame retardant.The research progress in preparing high performance polybenzoxazines is reviewed in this paper.The m odification approaches including incorporation of naphthalene ,biphenyl ,and benzophenone groups to benzoxazines ,introduction of another polymerizable functional group into benzoxazine structure ,and formation

of copolymers ,polymer alloys ,com posites and polymer 2clay nanocom posites are reviewed.M oreover ,the analyses of domestic and overseas research ,developing tendency and industrial application of this kind of high performance polybenzoxazines are discussed.

K

ey w ords high performance polybenzoxazines ;m odification ;thermal properties ;mechanical properties

高性能树脂广泛应用于电子电器、航空航天和生物材料等领域。在这些高性能树脂中,除常见的酚醛树脂、环氧树脂和聚酰亚胺外,一种称作聚苯并嗪的新型树脂由于其显著的优点近年来受到了广泛的关注。

苯并　嗪单体最初在Mannich 反应中发现,可在加热和(或)催化剂作用下发生开环聚合反应形成聚苯并　嗪树脂。与一般的酚醛树脂相比,聚苯并嗪树脂在成型固化过程中没有小分子放出,制品孔隙率低,接近零收缩。另外,在分子设计中有更大的灵活性,可认为是一种新型的酚醛树脂。聚苯并

嗪树脂的制备过程如图1所示

[1]

。

图1　聚苯并　嗪树脂的制备[1]

Fig.1　The preparation of polybenzoxazines

[1]

第19卷第5期2007年5月

化　学　进　展

PROG RESS I N CHE MISTRY

Vol.19No.5

　May ,2007

聚苯并　嗪树脂的高性能化一直是研究的焦

点。提高聚苯并　嗪树脂性能主要有以下几个途径:(1)主链中引入苯环等刚性官能团;(2)侧链中引入刚性官能团;(3)在主链或侧链中引入可聚合官能团;(4)与另一种高分子形成共混或共聚物;(5)与其它材料复合形成复合材料。

1　主链中引入苯环等刚性基团

充分利用苯并　嗪单体的分子设计灵活性,通过增加酚类或胺类化合物中的刚性官能团可以提高聚苯并　嗪树脂的性能。通常采用的方法是在聚苯并　嗪主链中引入芳香基团,增加树脂重复单元中

芳香基团的含量。Ishida 等[2—4]

制备出了一系列二元酚型的聚苯并　嗪树脂,其中包括双酚A 系列、4,4′2对羟基联苯系列和4,4′2对羟基苯甲酮系列。1996年,他们[5]

又制备了一系列萘酚型聚苯并　嗪

树脂,经热重分析,萘聚苯并　嗪树脂的热稳定性能

都要优于聚苯并　嗪树脂。其中由1,52萘二酚、苯胺、甲醛制得的萘聚苯并　嗪预聚体(1)固化所得树脂的最高玻璃化转变温度(T g )可达313℃

,而且它的机械性能和热性能要高于环氧树脂,可与双马来

酰亚胺树脂相媲美。1999年K imura 等[6]

由萜二酚、甲醛和苯胺制备了新型的的苯并　嗪单体(2),固化后树脂具有很好的耐热性、机械性能、电绝缘性能和耐水性能。

采用这种方法制备的聚苯并　嗪树脂性能虽然提高了,但是常有单体熔点高、聚合温度高和溶解性能差等缺点,加工特性变差。

2　侧链中引入刚性官能团

为了提高聚苯并　嗪树脂的热稳定性,耐水性和玻璃化转变温度,可以在聚苯并　嗪侧链中引入

刚性官能团,如环烷基取代物(包括金刚烷基团)和呋喃基团。

Su 等

[7,8]

合成了含有金刚烷结构的苯并　嗪单

体(3)。一般来说,在高分子中含有线性取代物会降低玻璃化转变温度,而且取代基越长玻璃化转变温

度越低。相反,环烷基取代的单体容易增加高分子的玻璃化转变温度。金刚烷是对称的由三个椅状环己烷环组成的碳氢化合物。金刚烷的刚性结构降低了链的运动灵活性,从而提高了固化树脂的热性能,包括玻璃化转变温度和热分解温度(5%的热失重温

度T d5=399℃

)。2005年,Liu 等

[9]

合成了含有呋喃基团的单环

和双环苯并　嗪单体(4),此类单体易溶于有机溶

剂,而且具有良好的加工性能。在聚合过程中形成

糠胺Mannich 桥网络结构可以增加树脂的交联密度和热性能。固化后的树脂具有优异的性能,包括:

高交联密度(514—517mm ol Πcm 3

)、高玻璃化转变温

度(大于300℃)、良好的热稳定性(T d5=336—347℃)、高残炭率(47%—53%Π900℃氮气氛)、高阻

燃性能(LOI =31)、高储存模量(310—319G Pa )、在30—

300℃具有低的热扩张系数(CTE =37—45ppm ),而且还具有低的导电常数(3121—3139)。

3　在单体中引入其它可聚合官能团

在苯并　嗪单体中引入其它可聚合基团是提高聚苯并　嗪树脂性能的另一种比较受关注的方法。其中较有效的方法就是在苯并　嗪单体上引入烯丙基、炔基、马来酰亚胺和腈基等可聚合基团。

1996年,Ishida [10]

合成出了带有单烯丙基双键结构的苯并　嗪单体(5),然而对于此类单体和聚合

物的表征与性能没有详细的报道。1998年,裴顶峰等[11]

采用悬浮法制得粒状二烯丙基苯并　嗪单体。

单体的分子结构中含有烯丙基双键和　嗪环两类不同的反应官能基团,既可作为高性能树脂基体,又可作为其他高性能树脂基体的改性剂,在实际应用中可以用来增韧双马来酰亚胺,聚合后可降低交联密度,并保持双马来酰亚胺树脂的耐热性。2003年,

Agag [12]

制备了含有烯丙基结构的苯并　嗪单体(6),并且详细地报道了单体与聚合物的结构表征与性能测试。同不含烯丙基结构苯并　嗪的固化产物相比,此类树脂的热性能得到了很大的提高:玻璃化转变温度高达300℃、T d5=343℃、800℃氮气氛中的

?

087?化　学　进　展

第19卷

残炭率为44%,而且储存模量在高温时也保持不

变。北京化工大学的王旭[13]与张炳伟[14]

等也合成了含有烯丙基的苯并　嗪中间体并制备了高性能的热固性树脂

。

1999年,K im 等

[15—17]

合成了含乙炔基的苯并　

嗪单体(7)并制备了聚苯并　嗪树脂。此类树脂易于加工、

固化产物表现出很高的玻璃化转变温度

(329—368℃)、高残炭率(71%—80%Π800℃氮

气氛)、热氧稳定性、抗溶解性、抗潮和优良的机械性能,树脂的耐热性能可与炔基封端的聚砜和聚酰亚胺相媲美。然而含乙炔基单体制备过程繁琐,而且产率低,价格高;炔丙基醚基团作为热反应封端基团由于反应产率高,价格低廉,制备过程简单而备受关

注。2001年,Agag 等[18]

合成了含有炔丙基醚的苯并嗪单体(8), 嗪环的开环聚合温度和炔丙基醚的交联反应温度基本上是在同一温度区域。同传统的不含炔丙基醚的聚苯并　嗪树脂相比,此类树脂的交联密度和硬度增加,玻璃化转变温度(251—

318℃)提高了100—140℃,5%失重温度提高了20—40℃,残炭率提高了22%—29%,而且储存模量保持不变的温度也提高了100℃,表明此类树脂是一种新型的高性能聚苯并　嗪树脂。

2004年,Liu 等

[19]

制备了含有马来酰亚胺基团

的单环苯并　嗪单体(9)。这种单体在常用溶剂中具有良好的溶解性,因此具有很好的加工性能。此类单体具有两种热聚合过程,240℃

固化就可以得到

完全固化的树脂。所得树脂的玻璃化转变温度为204℃,而且具有很好的热稳定性和阻燃性能。2005

年,Ishida 等[20]

也合成了含有马来酰亚胺结构单环苯并　嗪单体和降冰片烯结构单环苯并　嗪单体(10)。这类材料具有很高的玻璃化转变温度(大于

250℃)和热稳定性(T d5>365℃),而且在800℃氮气氛中的残炭率超过55%。2006年,Agag 等[21]

采用N 2羟苯基马来酰亚胺为酚材料,变化不同的胺(苯胺、烯丙基胺和42苯氨基炔丙基醚)制备了一类新的马来酰亚胺苯并　嗪单体(11)。这类单体易溶于多

类有机溶剂,具有良好的加工性能,250℃固化就可以得到聚苯并　嗪和聚马来酰亚胺相互连接的网络结构。固化树脂的储存模量在高温下保持不变,玻璃化转变温度在241—335℃之间,而且热稳定高,在350℃还未表现出热失重,800℃氮气氛中的残炭率高达62%—70%。

2000年,Brunovska 等

[22]

制备了含有不同取代的苯二甲腈官能团的苯并　嗪单体。在固化过程中邻位取代的苯二甲腈(12)具有最好的反应活性。固

化后树脂具有很高的热稳定性,单官能度固化树脂5%热失重温度为450℃,而双官能度高达550℃,玻璃化转变温度在275—300℃之间,800℃氮气氛中的残炭率高达80%。

?

187?第5期门薇薇等　高性能聚苯并　嗪树脂

4　形成共混或共聚物

除了对苯并　嗪分子结构进行官能化改性之外,添加其他高分子进行共聚或共混改性也是提高聚苯并　嗪树脂性能的一种很有效的方法。

聚苯并　嗪树脂具有脆性大的缺点,脆性材料对内部缺陷很敏感。为了提高聚苯并　嗪树脂的机械性能,1998年,Jang等[23]研究了氨基封端的丁腈橡胶(AT BN)和羧酸封端的丁腈橡胶(CT BN)改性的聚苯并　嗪树脂。结果表明,添加AT BN和CT BN 可以加速苯并　嗪的固化,但是T

g降低。AT BN比CT BN 使聚苯并　嗪在断裂韧性上有更大提高。当橡胶含量增加时,聚苯并　嗪树脂的弯曲强度不变或略有提高,而弯曲模量下降至214G Pa ,韧性增加。

1999年,Brunovska等[24]研究了含苯腈基团的苯并　嗪单体(邻、间和对位取代)与含有邻苯二甲腈官能团的苯并　嗪单体的共聚体系,其中邻苯腈苯并　嗪和邻苯二甲腈苯并　嗪的共聚物性能最好。当30%m ol邻苯二甲腈苯并　嗪单体添加到邻苯腈取代的苯并　嗪单体中时,玻璃化转变温度从180℃增加到294℃,残炭率从59%升高到77%,而且高熔黏度显著降低,具有很好的加工性能。

K imura等[25,26]采用双酚A类型的苯并　嗪和二唑啉(P BO)共聚制备了新型的热固性树脂。添加P BO

可以降低体系的熔融黏度,而且　嗪环开环生成的酚羟基还可以和唑啉继续反应,从而增大体系的交联度。这种树脂在100—140℃之间具有很好的流动性,因此可以采用注模或树脂传递模塑(RT M)工艺来制备;当温度升到180℃时固化反应迅速进行,所得树脂具有优异的耐热性、耐水性、电绝缘性和机械性能。2006年,Li 等[27]研究了芳香二元胺型苯并　嗪和P BO共聚(图2),这种树脂具有优异的耐热性(玻璃化转变温度

243℃)、电绝缘性和耐水

性能。

T akeichi等[28]制备了一种新的聚氨酯(PU)Π酚醛树脂共聚材料。将苯并　嗪单体和PU预聚物混合加热制备了聚(氨酯2苯并　嗪)薄膜材料(图3)。这种薄膜材料只有一个T

g

,反应过程中不发生相分

离,随着苯并　嗪单体含量的增加T

g

增大。当苯并嗪含量在10%—15%之间时,这种薄膜表现出很好的弹性,伸长断裂率分别为244%和182%;当苯并　嗪含量超过20%时表现出很好的塑性,而且这种薄膜材料耐化学腐蚀性很强。陈晔等[29,30]采用二步法合成聚氨酯Π苯并　嗪互穿聚合物网络结构,并

图2　苯并　嗪与P BO共聚[27]

Fig.2　The curing reaction of benzoxazine and P BO[27]

对其性能进行了研究。结果表明:材料的热力学性能受体系结构形态的影响较大,而形态主要由聚氨酯的交联密度控制;体系的组成对形态影响呈非线性,体系中存在的活性官能团———氨基团对苯并　嗪的开环聚合有催化作用。随着苯环含量的增加,体系的阻尼峰变宽,阻尼值降低;聚氨酯交联度越低,体系阻尼值越高;适当地延长固化时间可提高体系的阻尼值,但会使阻尼温度范围变窄。

图3　聚苯并　嗪Π聚氨酯共聚材料的制备[28]

Fig.3　Reaction of the benzoxazine and PU prepolymer[28]

2001年,Ishida等[31,32]研究了聚苯并　嗪树脂和聚己内酯(PC L)的共混体系。PC L的热性能比较独特,它具有低玻璃化转变温度和熔融温度,却表现出较高的热稳定性。低玻璃化转变温度和熔融温度可以使苯并　嗪预聚体和PC L在低温混合而不需添加任何溶剂,而较高的热稳定性可以提高混合体系的热稳定性。由于PC L的存在,使得苯并　嗪的开环聚合和随后的聚合反应比较容易发生。得到的共混物比纯的聚苯并　嗪树脂表现出更高的机械性

?

2

8

7

?化　学　进　展第19卷

能,包括交联密度,橡胶态高弹模量和弯曲强度。

Zheng 等[33]

研究了聚苯并　嗪树脂和聚己内酯热固性材料共混的相分离行为和分子间的相互作用。相分离行为发生在固化反应之后,而且低温时在聚苯并　嗪树脂和聚己酸内酯之间存在分子间的氢键作用。

Liu 等[34]

研究了单环苯并　嗪单体和马来酰亚胺衍生物的共聚体系。结果表明苯并　嗪单体的存在有助于马来酰亚胺基团的聚合,而且42羟苯基马来酰亚胺(MI 2OH )和42马来酰亚胺苯甲酸(MI 2C OOH )中含有的酸性基团对苯并　嗪的开环具有酸性催化效果。所得到的固化产物表现出低聚合温

度、高玻璃化转变温度(大于220℃

)和很好的热稳定性(T d5=356℃

)。2006年,Lin 等[35]制备了新型的含磷聚苯并　嗪阻燃材料。他们首先合成了三官能

度的含磷苯并　嗪单体(dopot 2m ,13),然后再和商业化的苯并　嗪单体(F 2a )或双酚A 的二缩水甘油醚(DGE BA )共聚。F 2a Πdopot 2m 共聚物的热性能和阻燃性能随着dopot 2m 含量的增加而增强;而对于dopot 2m ΠDGE BA 共聚体系

,产物的玻璃化转变温度为252℃,而且5%的失重温度也升高到351℃。

为了开发新的树脂使电子包覆材料具有可靠

和可行性,Ishida [36]和K imura [6,37,38]

等课题组研究了聚苯并　嗪树脂和环氧树脂的混合体系。这些材料的交联密度和玻璃化转变温度比聚苯并　嗪树脂的均聚物要高,它们的耐热、耐水性和机械性能也优于聚苯并　嗪树脂的均聚物。而且,环氧树脂的存在可以明显地提高聚苯并　嗪树脂的加工性能。然而这种二元混合体系比纯的聚苯并　嗪树脂需要更高的固化温度,因此在一些应用中受到限制。Ishida 等[39]

研究了苯并　嗪、环氧树脂和酚醛树脂三元体系,研究证明酚醛树脂可用作聚苯并　嗪树脂的催化剂,也可作为环氧树脂的交联剂。因此在二元混合体系中添加适量的酚醛树脂可以起到双重作用。添加少量的酚醛树脂可以降低体系的固化温度,提高反应体系的交联密度,从而玻璃化转变温度比二

元体系的要高20℃。在三元体系中存在着多重固化机理,分子间和分子内的相互作用以及聚苯并　嗪树脂的多官能化导致网络结构异构化,因此出现了两个玻璃化转变温度:160—190℃和260—300℃。这种三元混合产品可以用作电子包覆材料或者其它的高填充系统。

T akeichi 等[40]

制备了聚苯并　嗪Π聚(酰亚胺2硅氧烷)共聚物。他们首先合成了不含羟基的聚(酰亚胺2硅氧烷)(PISi )和含羟基的聚(酰亚胺2硅氧烷)(PISi (OH ))两种体系(14),然后再原位开环聚合苯并　嗪单体,反应路线见图4。结果证明,聚(酰亚

胺2硅氧烷)体系的存在有助于降低苯并　嗪的开环固化温度。含有PISi (OH )的混合体系固化后表现出两个玻璃化转变温度,低温大约在-55℃,而高温在250—300℃之间。这说明在聚酰亚胺和聚苯并　嗪树脂由于形成AB 交联的高分子而和聚二甲基硅氧烷相产生相分离。对于PISi 的混合体系,除了聚二甲基硅氧烷在低温显示的玻璃化转变温度外,在高温区有两个玻璃化转变温度,分别在230—260℃和300—350℃范围内,表明聚酰亚胺和聚苯并　嗪由于形成相互贯穿的网络结构进一步产生相分离。在两种体系中,玻璃化转变温度都随着聚(酰亚胺2硅氧烷)含量的增加而增大

。在苯并　嗪树脂中添加聚(酰亚胺Π硅氧烷),固化树脂的热稳定性(T d5提高了30—50℃

)和拉伸性能都提高了。图4　聚苯并　嗪Π聚(酰亚胺2硅氧烷)共聚物的制备[40]

Fig.4　Reaction

scheme

for the copolymerization of

benzoxazine and PIS i (OH )

[40]

Espinosa 等

[41]

采用酚醛树脂改性的聚苯并　嗪树脂与含磷的环氧化合物缩水甘油基亚磷酸盐

?

387?第5期门薇薇等　高性能聚苯并　嗪树脂

(DOPO 2G ly )共聚。在这个反应体系中用酚醛树脂作引发剂,对甲苯磺酸被用来降低体系的固化温度和

阻止缩水甘油基亚磷酸盐发生异构化。得到的共聚物具有高玻璃化转变温度和热稳定性,而且还是很

好的阻燃材料。随后,他们[42]

用酚醛树脂改性的聚苯并　嗪树脂与异丁基二(缩水甘油正丁基醚)磷氧化物共聚(图5),所得固化产物也具有很高的热性能、热机械性能和阻燃性能

。

图5　苯并　嗪与IHPOG ly 和HEG DE 的交联反应

[42]

Fig.5　Crosslinking reaction of nov olac 2benzoxazine resin with IHPO 2G ly and Πor HE DGE

[42]

5　形成复合材料

聚苯并　嗪树脂与炭纤维、玻璃纤维或无机纳米材料复合也是一种行之有效的制备高性能聚苯并嗪树脂的改性方法

。鲁在君等

[43,44]

采用芳香二元胺型聚苯并　嗪

树脂和环氧树脂作为树脂基体制备了一种新型的玻璃布层压板。体系成型工艺性好、热稳定性高、制品性能优良,适用于180℃使用的高温结构材料和绝缘材料,具有广阔的应用前景。顾宜等

[45]

研究了用

于RT M (树脂传递模塑)成型工艺的苯并　嗪树脂及其复合材料。以苯胺、甲醛和不同的酚类化合物为原料,合成了3种不同结构、可用于RT M 成型工艺的低黏度苯并　嗪中间体树脂。有机酸催化体系和环氧2叔胺催化体系树脂均具有较好的RT M 成型工艺性能。其玻璃布层压板具有较高的热态力学强度,该层压板可用做耐高温结构材料在155℃长期

使用。X iang 等

[46]

以具有低粘度、高耐热性和优异

机械性能的芳香族二元胺型苯并　嗪为基体,单官

能度苯并　嗪单体作为稀释剂,采用玻璃布增强制备一种新型的高性能RT M 树脂。不用玻璃布增强的树脂的拉伸强度、拉伸模量和拉伸伸长率分别为94MPa 、416G Pa 和212,弯曲强度和弯曲模量分别为160MPa 和419G Pa ;采用玻璃布增强后弯曲强度和弯曲模量分别增大到662MPa 和30G Pa 。

1996年,Shen 等[3]

制造出了炭纤维增强的聚苯并　嗪复合材料,其空隙率<217%。对炭纤维复合材料CF Π22Pa (15)和CF Π44Oa (16)的最优化固化条件是290℃保持1h ,玻璃化转变温度分别为268℃和350℃,最高工作温度分别是235℃和290℃,800℃氮气中的残炭率分别是87%和92%。这些性质使这两种复合材料成为炭2炭复合材料的良好先驱物。依据两种复合材料的强度、模量、韧性等可知它们具有良好的机械性能

。

Agag 等

[47]

采用表面有机修饰的蒙脱土(OM MT )

和苯并　嗪单体制备了聚苯并　嗪Π粘土有机2无机混合纳米复合材料。研究表明,OM MT 对苯并　嗪的开环聚合具有催化作用。这种纳米复合材料的储存模量和残炭率随着聚苯并　嗪基体中OM MT 含

量的增加而增大,而且玻璃化转变温度和热稳定性

高于纯聚苯并　嗪树脂。2006年,Chen 等[48]

研究了P BO 的含量对聚苯并　嗪树脂性能的影响,并且采用OM MT 改性苯并　嗪和P BO 共聚得到了高性能的热固性纳米复合材料。随着P BO 含量的增加,聚苯并　嗪2P BO 树脂的玻璃化转变温度先增加,达到最大值后(P BO ∶聚苯并　嗪=014∶1)又开始降低,而且低温时的储存模量逐渐增加。采用OM MT 改性苯并　嗪2P BO 共聚体系时,固化温度降低,玻璃

化转变温度增加(从180℃增加到234℃),热稳定性提高。随着OM MT 含量的增加,所得纳米复合材料

的储存模量可以在较高温度下保持不变。

2004年,Agag 等[49]

采用苯并　嗪和异丙醇钛通过溶胶2凝胶过程制备了新型的有机2无机纳米复合

?

487?化　学　进　展

第19卷

材料(图6)。随着加入钛盐含量的增加,苯并　嗪体

系的初始和最大固化温度分别降低了30和70℃。所得复合材料比纯聚苯并　嗪树脂的玻璃化转变温度提高了30℃,T d5升高了80℃,而且残炭率也增加了30%,储存模量(T

也明显提高。

图6　苯并　嗪和异丙醇钛反应示意图[49]

Fig.6　Preparation of polybenzoxazine 2T iO 2hybrids

[49]

此后Lee 等

[50,51]

成功地制备了聚苯并　嗪Π多面体低聚倍半硅氧烷(POSS )有机Π无机纳米复合材料。POSS 是一种近年来在国际上受到广泛关注的聚合物增强材料,能显著提高聚合物的热性能及力学性能。POSS 单体是一类以Si —O 为骨架联接成的环状纳米级笼状分子。Lee 等

[50]

首先合成了含有

烯丙基结构的苯并　嗪单体,然后和H 2POSS 进行

加成反应(图7),最后固化得到高性能的苯并　嗪树脂。研究表明,引入POSS 可以显著提高树脂的

玻璃化转变温度(333℃

),而且热降解温度(T d5=355℃

)和残炭率(52%)也明显得到了提高。这种树脂的缺点就是苯并　嗪2POSS 单体同其它苯并　嗪单体的混溶性差,而且容易聚集,加工困难。针对这种情况,Chen 等

[52]

通过添加一种合适的兼容剂P BO

来提高苯并　嗪和POSS 之间的相容性,制备了新型的聚苯并　嗪P BO ΠPOSS 纳米复合材料。这种新

型材料也表现出很高的玻璃化转变温度(238℃)和热稳定性。

最近Ishida 等

[53]

制备了既含有马来酰亚胺基团

又含有腈官能团的苯并　嗪单体(MIan ),固化时加入路易斯酸催化来提高腈和　嗪环的聚合度,固化反应见图8。由于加入了可聚合的马来酰亚胺基团和腈官能团,因此固化产物是一种高交联度的耐热材料,T d5=380℃,

残炭率高达73%。用炭纤维增强

图7　POSS 型苯并　嗪大单体的制备[50]

Fig.7　Preparation of benzoxazine 2POSS macrom onomer

[50]

的聚苯并　嗪树脂制备的复合材料MIan CFRP 可以根据不同的弯曲性能进行裁剪,而且它的热性能不受影响。MIan CFRP 复合材料的玻璃化转变温度高

达275℃,最大弯曲强度可超过1G Pa 。

图8　MIan 固化反应示意图

[53]

Fig.8　The curing reaction of MIan

[53]

6　结束语

目前,国外对高性能聚苯并　嗪树脂及其复合

材料的研究报道正在增加,一些研究单位和化学公司已对其研究给予极大关注,我国学者也开展了这方面的工作,并取得一定的进展。聚苯并　嗪树脂及其复合材料作为综合性能最优秀的耐高温、低吸水率的绝缘材料,将会随着科技进步和人民物质文化水平的不断提高,逐渐被接受和广泛应用。我国也会像科技先进国家一样,逐步在电子电器、生物材料和航空航天等领域对材料的要求愈来愈严格。因此,发展新型的可高效连续大规模生产的高性能化聚苯并　嗪树脂,是符合我国经济和科技发展需要的。另一方面,新型高性能聚苯并　嗪树脂的发展,必将带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

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?化　学　进　展第19卷

环氧树脂的性能及应用特点

环氧树脂的性能及应用特点 环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。环氧树脂中含有独特的环氧基，以及轻基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最多，性能各异。环氧树脂固化剂的种类更多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。这是其他热固性树脂所无法相比的。 1、环氧树脂及其固化物的性能特点 (1)力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。 (2)粘接性能优异。环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团赋予环氧固化物以极高的粘接强度。再加上它有很高的内聚强度等力学性能，因此它的粘接性能特别强，可用作结构胶。 (3)固化收缩率小。一般为1％～2％。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8％～10％；不饱和聚酯树脂为4％～6％；有机硅树脂为4％～8％)。线胀系数也很小，一般为6×10-5/℃。所以其产品尺寸稳定，内应力小，不易开裂。 (4)工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。配方设计的灵活性很大，可设计出适合各种工艺性要求的配方。 (5)电性能好。是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。 (6)稳定性好。不合碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温)，其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。 (7)环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。 (8)在热卧性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好。 2、环氧树脂的应用特点 (1)具有极大的配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用性能和工艺性能要求，设计出针对性很强的最佳配方。这是环氧树脂应用中的一大特点和优点。但是每个最佳配方都有一定的适用范围(条件)，不是在任何工艺条件和任意使用条件下都宜采用。也就是说没有“万能”的最佳配方。必须根据不同的条件，设计出不同的最佳配方。由于不同配方的环氧树脂固化体系的固化原理不完全相同，所以环氧树脂的固化历程，即固化工艺条件对环氧固化物的结构和性能影响极大。相同的配方在不同的固化工艺条件下所得产品的性能会有非常的大的差别。所以正确地作出最佳材料配方设计和工艺设计是环氧树脂应用技术的关键，也是技术机密所在。要能生产和开发出自己所需性能的环氧材料，就必须设计出相应的专用配方及其成型工艺条件。因此，就必须深入了解和掌握环氧树脂及其固化剂、改性剂等的结构与性能、它们之间的反应机理以及对环氧固化物结构及性能的影响。这样才能在材料配方设计和工艺设计中得心应手，运用自如，取得最佳方案，生产和开发出性能最佳、成本最低的环氧材料和制品。 (2)不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温固化，能在潮湿表面甚至在水中固化，能快速固化、也能缓慢固化，所以它对施工和制造工艺要求的适应性很强。环氧树脂可低压成型或接触压成型，因此可降低对成型设备和模具的要求，减少投资，降低成本。 (3)在三大通用型热固性树脂中，环氧树脂的价格偏高，从而在应用上受到一定的影响。但是，由于它的性能优异，所以主要用于对使用性能要求高的场合，尤其是对综合性能要求高的领域。

高性能基体树脂 复合材料增韧新途径

高性能基体树脂和复合材料增韧新途径前言:材料复合化是新材料技术的重要发展趋势之一。所谓高性能复合材料，是指具有高比模量、高比强度、优异的耐高温性能及多功能的复合材料。高性能复合材料主要以高性能纤维为增强体的复合材料为主，基体树脂作为高性能复合材料的重要组成部分，其性能及成本对高性能复合材料的设计、制备、性能、加工具有重要意义。 目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类：热塑性和热固性树脂。高性能热固性树脂是目前使用最广泛的先进复合材料基体，其复合材料具有优异的力学性能，可在恶劣的环境下长期使用。环氧树脂是聚合物基复合材料中应用最广泛的基体树脂之一。EP是一种热固性树脂，具有优异的粘接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、耐高低温性，以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点。但环氧树脂固化后交联密度高，呈三维网状结构，存在内应力、质脆、耐疲劳性、耐热性、耐冲击性差等不足，以及剥离强度、开裂应变低和耐湿热性差等缺点，加之表面能高，在很大程度上限制了它在某些高技术领域的应用。因此，对环氧树脂的增韧研究一直是人们改性环氧树脂的重要研究课题之一。 一、高性能基体树脂及其复合 1. 高性能基体树脂 材料是先进科技发展的重要物质基础，以高科技含量的航空航天领域为例，新型航空、航天飞行器的诞生往往建立在先进新材料研制的基础上，航空、航天飞行器性能的突破很大程度上受到材料发展水平的制约[1]。高性能树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、高耐温和极强的材料一性能可设计性而成为发展中的高技术材料之一，其在航空、航天工业中的应用也显示出了独特的优势和潜力，是航空、航天材料技术进步的重要标志。 目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类：热塑性和热固性树脂。 典型的高性能热塑性树脂包括热塑性聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、液晶聚酯、聚醚醚酮等。由于高性能热塑性树脂一般具有高的熔点和熔体黏度，作为复合材料基体使用时成型工艺性差，高温使用时易发生蠕变，极大地限制了其作为复合材料基体树脂的使用[2]。

聚苯乙烯材料介绍

聚苯乙烯(PS)

目录 聚苯乙烯 (1) 聚苯乙烯- 基本资料 (1) 聚苯乙烯- 材料简介 (1) 聚苯乙烯- 发展历程 (2) 聚苯乙烯- 材料性能 (2) 热性能 (2) 机械性能 (2) 隔热保温性 (2) 抗水防潮性 (3) 高强度抗压性 (3) 耐用性 (3) 物理性质 (3) 环保 (3) 聚苯乙烯- 化学性能 (3) 聚苯乙烯- 加工生产 (4) 聚苯乙烯- 市场分析 (4) 中国聚苯乙烯市场的特点 (4) 中国聚苯乙烯产品特点 (5) 中国聚苯乙烯工业发展建议 (5) 聚苯乙烯- 发展现状 (6) 聚苯乙烯- 现存问题 (6) 聚苯乙烯- 抗冲击聚苯乙烯 (7)

聚苯乙烯 聚苯乙烯（英语：Polystyrene，简称PS）为一种无色透明的热塑性塑料，是由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，因其具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，所以经常被用来制造各种需要承受开水温度的一次性容器或一次性泡沫饭盒等。 聚苯乙烯 - 基本资料 名称：聚苯乙烯 密度：1050 kg/m3 电导率：(σ) 10-16 S/m 导热率：0.08 W/(m·K) 杨氏模量：(E) 3000-3600 MPa 拉伸强度：(σt) 46–60 MPa 伸长长度：3–4% 夏比冲击试验：2–5 kJ/m2 玻璃转化温度：80-100°C 熔点：240°C 热膨胀系数：(α) 8 * 10-5/K 热容：(c) 1.3 kJ/(kg·K) 吸水率：(ASTM) 0.03–0.1 降解：±2000年 聚苯乙烯 - 材料简介 聚苯乙烯是指有苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，通式是[(CH2CHC6H5)n]，包括普通聚苯乙烯（GPPS），聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯（EPS)、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。玻璃化温度80～90℃，非晶态密度1.04～1.06克/厘米3，晶体密度1.11～1.12克/厘米3，熔融温度240℃，电阻率为1020～1022欧·厘米。导热系数3 0℃时0.116瓦/(米·开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0～70℃，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。 普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高，性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。 聚苯乙烯（PS）具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90％以上，电绝缘

环氧树脂特性

环氧树脂 目录 材料简介应用特性类型分类使用指南国内主要厂商环氧树脂应用领域环氧树脂行业 材料简介 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。 应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。 8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。 9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。 类型分类 根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类： 1、缩水甘油醚类环氧树脂 2、缩水甘油酯类环氧树脂 3、缩水甘油胺类环氧树脂 4、线型脂肪族类环氧树脂 5、脂环族类环氧树脂 复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂，而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。 1、缩水甘油醚类环氧树脂 缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。

高性能树脂基覆铜板的研究进展

高性能树脂基覆铜板的研究进展 周文胜　梁国正　房红强　任鹏刚　杨洁颖 (西北工业大学理学院应用化学系,西安　710072) 摘要　对高性能新型环氧树脂、双马来酰亚胺、氰酸酯等热固性树脂及聚苯醚、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等热塑性树脂基覆铜板的近况及发展进行了综述。对用于覆铜板的新型环氧树脂体系、环氧固化体系、环氧改性剂的应用进行了重点阐述,并指出发展覆铜板的关键是加强高性能树脂基体的研究,即研制具有高耐热性、优异介电性能、阻燃环保性、能阻挡紫外光和具有自动光学检测功能等特性的树脂是今后的发展方向。 关键词　覆铜板　环氧树脂　印制线路板 (CE)等热固性树脂及聚苯醚(PPO)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)等热塑性树脂基覆铜板的近况及发展进行了综述。 1　EP体系 EP因具有耐化学药品性和尺寸稳定性好、无挥发物、收缩率低、粘结强度高、综合性能优异、价格适宜等优点而在PC B中得到广泛应用,用量最大的是FR-4型覆铜板(占覆铜板的90%左右[2])。传统的FR-4型覆铜板存在耐热性不佳、玻璃化转变温度(T g)较低(130℃)[3]、耐湿性不好、介质损耗高、线胀系数偏高、阻燃性差等缺点,但由于该覆铜板综合性能较优,工艺成熟,已大量工业化生产,因此在该体系基础上进行改性提高性能是制作高性能覆铜板的一条很经济很重要的途径。 1.1　新型EP体系 刘拥君[4]用含萘酚环的EP和四溴双酚A进行扩链反应得到含溴萘酚EP,以二氨基二苯砜(DDS)作固化剂制得的覆铜板的T g比FR-4基材提高了60～70℃。生益公司在FR-4配方中采用新型的多官能EP研制的S1170型覆铜板,其T g为170℃[5]。王严杰[6]用高电性能的氰酸酯树脂改性EP,制得了在高频下使用的覆铜板。苏民社[7]采用具有良好耐热性和尺寸稳定性、低吸湿性、优异介电性能的PPO改性EP制得的改性FR-4覆铜板,其介电常数低,可以在高频下应用。陶文斌[8]在FR-4配方基础上加入了一些能吸收紫外光的树脂(如壳牌公司的EPON1031EP),用兼有催化和固化作用的22甲基咪唑代替双氰胺作促进剂,制得了综合性能日本松下电工公司开发的R1566(FR-4)板和R1551(FR-4半固化)片比通用FR-4性能更优。 日本住友电木公司采用添加型的三苯基膦氧化物(TPO)作为主阻燃剂制得的无卤化覆铜板达到了标准规定的各种性能要求(特别是耐化学药品性)。日本松下电工公司采用不含亚甲基结构的多官能耐热性EP与菲型磷化合物DOPO进行反应形成三种含磷EP结构,使制得的FR-4覆铜板耐热性更高(T g>190℃)。该公司还开发了一种EP/玻纤布覆铜板,树脂主要成分是含有磷的二官能团酚化合物的树脂。该基板可以确保阻燃性能,并且在燃烧中不会产生有害的物质,它还有浸焊耐热性高、铜箔与基板粘接性高、T g 高等特性。另外美国报道了一种新型树脂改性的阻燃EP可用于制作阻燃型覆铜板。 1.2　固化体系的研究 近年来出现了一些新的如含P、S i、B、F、Mg等元素的“半无机高分子”固化剂和含磷阻燃固化剂[11]。林江珍等[12]用氯化磷酰衍生物(DCP及PPDC)及不同分子质量的聚醚胺或芳胺合成的磷化聚醚胺类EP固化剂具有一定阻燃性。聚醚胺与含磷单体的导入使得EP的柔韧与耐热性得到提高。改性的硫醇系和改性的酚系固化剂也有不同程度的发展,此外末端有硫醇基的新的嵌段共聚物近年来也大量投放市场[13]。 方克洪[14]研究了以线性酚醛树脂作固化剂,辅以多官 收稿日期:2004203229

[基体,研究进展,高性能]简说高性能树脂基体的最新研究进展

简说高性能树脂基体的最新研究进展 引言 材料是先进科技发展的重要物质基础。一代材料，一代装备，以高科技含量的航空航天领域为例，新型航空、航天飞行器的诞生往往建立在先进新材料研制的基础上，航空、航天飞行器性能的突破很大程度上受到材料发展水平的制约高性能树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、高耐温和极强的材料性能可设计性而成为发展中的高技术材料之一，其在航空、航天工业中的应用也显示出了独特的优势和潜力，是航空、航天材料技术进步的重要标志。 目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类: 热塑性和热固性树脂。典型的高性能热塑性树脂包括热塑性聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、液晶聚酯、聚醚醚酮等。由于高性能热塑性树脂一般具有高的熔点和熔体黏度，作为复合材料基体使用时成型工艺性差，高温使用时易发生蠕变，极大地限制了其作为复合材料基体树脂的使用。 高性能热固性树脂是目前使用最广泛的先进复合材料基体，其复合材料具有优异的力学性能，可在恶劣的环境下长期使用。按树脂应用性能特点可分为结构复合材料和功能复合材料热固性树脂。结构用热固性树脂制备的复合材料力学性能较优，一般用于航空航天飞行器的主、次承力结构，包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等; 功能用热固性树脂制备的复合材料往往具有透波、吸波或抗烧蚀等特性，可作为航空航天飞行器功能结构部件，包括酚醛树脂、氰酸酯树脂等。此外，近年来国内外还发展了一些新型树脂体系，如聚三唑树脂、邻苯二甲腈树脂和有机/无机杂化树脂等。本文主要介绍高性能热固性树脂的研究进展。 1 双马来酰亚胺树脂 双马来酰亚胺树脂作为航空耐高温结构材料的主力树脂，其复合材料的耐高温性能和抗冲击损伤性能是影响应用的关键因素。北京航空材料研究院研制开发了QY260 树脂，该树脂体系经260℃固化后，Tg为325℃，其复合材料在260℃力学性能保留率55%，T300 复合材料冲击后压缩强度为202 MPa，综合性能基本达到美国氰特公司5270 双马来酰亚胺树脂的性能水平. 北京航空材料研究院张宝艳等采用烯丙基双酚A、双酚A 和E51 环氧在催化剂作用下制备一种新型改性剂，并以此改性双马树脂研制了5428、5429、6421 系列双马树脂，其树脂体系具有优异的抗冲击损伤能力，CAI 可达260 MPa。其中5428、5429 适用于热压罐和模压工艺，6421 可适用于RTM 成型工艺。 苏州大学梁国正课题组采用端氨基超支化聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂，探讨了端氨基超支化聚硅氧烷含量对树脂性能的影响。研究结果表明，少量聚硅氧烷的加入不仅可以显著提高固化物的韧性，而且能有效加快树脂的凝胶时间，同时大幅度提高固化树脂的耐热性、介电性能和耐湿性。 中科院化学所赵彤课题组采用烯( 炔) 丙基醚化酚醛树脂改性双马树脂，研制了一类可

先进纤维增强树脂基复合材料在航空航天工业中的应用

军民两用技术与产品2010·1 先进纤维增强树脂基复合材料 在航空航天工业中的应用 航天材料及工艺研究所 赵云峰 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!" 一、引 言 随着航空航天工业的发展，先进飞机、运载火箭和导弹、卫星等的高性能、高可靠性和低成本，很大程度上是由于新材料和新工艺的广泛应用。先进复合材料是航空航天高技术产品的重要组成部分，它能有效降低飞机、运载火箭、导弹和卫星的结构重量，增加有效载荷和射程，降低成本。国外各类航空航天器结构已经广泛采用了先进的纤维增强树脂基复合材料，其中应用最多的是碳纤维增强环氧树脂复合材料。目前，先进复合材料已经取代了铝合金，成为现代大型飞机的首要结构材料。 二、先进纤维增强树脂 基复合材料的特点 先进纤维增强树脂基复合材料由高性能增强纤维和基体树脂按一定的工艺方法复合而成。与其它材料相比，具备如下特点： （1）与金属材料相比，复合材料具有高的比强度和比模量，可以大幅减轻结构重量； （2）各向异性，具有良好的可设计性，可以充分发挥增强纤维的性能； （3）具有优异的耐疲劳、耐腐蚀和抗振动等特性； （4）成型工艺性好，易于制造一次整体成型复杂零件。 表1列出了几类典型的树脂基复合材料和金属材料的性能。 三、先进纤维增强树脂基复合材料在航天产品上的典型应用 欧洲的“阿里安4”运载火箭采用了大量的碳纤维增强环氧树脂复合材料。卫星发射支架，仪器舱，大型整流罩，第一、二级之间的分离壳，助推器前锥和第二、三级级间段均采用碳纤维增强环氧树脂复合材料制造而成。 “阿里安4”运载火箭卫星整流罩最大外径4米、长约12米。由端头、前锥段、圆柱段和倒锥几部分组成。端头为铝合金加强筋环结构。前锥段和圆柱段采用碳纤维面板/铝蜂窝夹层结构。“阿里安5”运载火箭大型卫星整流罩外径5.4米，同样采用碳纤维面板/铝蜂窝夹层结构。“阿里安4”运载火箭第二、三级碳/环氧级间段直径 2.6米、高度2.73米，采用8块曲型 壁板组成，两端框为铝合金材料，中间用5个铝合金环框加强。 先进复合材料结构件的使用，提高了卫星结构的效率，增加了卫星的有效载荷，加强了商业竞争能力。一些航天器结构所用的典型复合材料见表2。 四、高性能增强纤维 1 碳纤维 碳纤维是一种以聚丙烯腈（PAN ）、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90%的高强度、高模量、耐高温特种纤维。PAN 基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90%以上。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小等优异性能，是国防军事工业不可缺少的工程材料。 研究制备碳纤维的新技术，特别是低成本碳纤维制备技术是国外碳纤维研究的重点。制备碳纤维的新技术可归纳为研究发展廉价原丝、新的预氧化技术和新的碳化和石墨化技术三个方面。为了降低碳纤维的价格，研制低成本碳纤维，美国推出了低成本碳纤维研制计划，并已取得了一定的成果，建成了采用微波碳化的试验线，取得了良好效果，使制备碳纤维

聚苯乙烯的生产技术

聚苯乙烯的生产技术 2009-07-21 苯乙烯系树脂是苯乙烯单体经均聚或与其他单体共聚而得的一系列树脂。1998年世界77％的苯乙烯用于生产各类苯乙烯系列树脂，日本这一比例为83％。商品化苯乙烯聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、发泡聚苯乙烯(EPS树脂)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯一丙烯睛(SAN)共聚物等。几种重要的商品化苯乙烯聚合物基本上都是以自由基链式聚合机理经本体、溶液、悬浮或乳液工艺制造的，其中稀释剂本体法工艺最为常用，虽然某些苯乙烯类树脂用悬浮法工艺(EPS树脂)和乳液法工艺(ABS 树脂)生产，但由于经济及其他一些原因，在可能的情况下尽可能采用连续本体工艺是一个发展趋势。 采用自由基聚合反应生产的聚苯乙烯(PS)是玻璃化温度为105℃的无规聚合物，PS均聚物是无定型的脆性材料，具有优异的透明性和可加工性，可制成形状复杂的制品。IPS是通过苯乙烯在聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物存在下进行聚合而形成的一种高分子共混物(橡胶粒子分散在PS基质中)。 苯乙烯与丙烯腈、α－甲基苯乙烯、马来酸酐进行共聚，得到的聚合物具有较高的热性能和机械性能。苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚可以提高透明性和耐磨性。苯乙烯与丙烯腈、丁二烯的三聚物(ABS树脂)具有优良的热性能、机械性能和抗冲击性能等综合性能。苯乙烯共聚物是通用树脂和工程树脂之间的一个桥梁，主要用于汽车、电子电器和器械部件以及家用器具等领域，在这些应用领域与尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)以及聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)竞争。 工业上聚苯乙烯的生产主要采用两种生产工艺：本体法及悬浮法。本体法是最主要的生产方法，目前世界上85％以上的Ps和IPS是采用连续本体法工艺生产的。连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线，生产能力为(20～160)kt/a。通过改进反应器设计、相对分子质量和橡胶粒径控制和脱挥技术，可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。目前已有单线能力90～138kt/a的大型本体法生产装置投入工业运转，但一般来说单反应器能力30～50kt/a。 悬浮法是第二种聚苯乙烯基本生产工艺，悬浮法工艺的装置规模一般小于本体法工艺，间歇操作、牌号切换时清洗时间很短。对于某些高耐热和高相对分子质量牌号的产品只能用间歇悬浮聚合工艺生产，但在相同的生产能力下采用连续本体法的工厂固定资产投资及生产成本比悬浮法低，因此对于大多数PS牌号来说用本体法生产更为经济。目前悬浮法一般已经被本体法代替，主要用于生产EPS。 苯乙烯既可作给电子体，又可作受电子体，其聚合过程可有4种不同的机理：自由基聚合、负离子聚合、正离子聚合及配位聚合。苯乙烯聚合的几种机理有其各自的特点：自由基引发、增长和终止过程是同时发生的，因此可以得到较宽的分子量分布(Mw／Mn>2)，多种终止途径使其端基具有多样性，而且聚合物分子量对反应物进料的要求不高；负离子聚合机理的链引发、增长和终止是相继发生的，聚合物分子量分布较窄(Mw ／Mn＜1.1＝，控制链终止步骤可以控制聚合物链的端基结构，但是要求聚合反应中的进料必须净化；由于苯乙烯基碳正离子不稳定使分子链很快终止，因此正离子聚合机理很难生产高分子质量的聚合物，而且正离子聚合反应的进料也必须进行净化；Ziegler-Natta配位聚合中使用的金属化合物能够使聚合反应按立构有规的方式进行。因此能够生产高熔点高结晶性有规立构PS，但聚合反应中进料必须进行净化。工业生产中主要采用自由基聚合，其原因一是对进料单体的要求不高，二是引发剂对聚合物性能的影响很小，从而不必从聚合物中将残留的引发剂脱除。

(完整)常见环氧树脂种类及性能

(完整)常见环氧树脂种类及性能 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)常见环氧树脂种类及性能）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)常见环氧树脂种类及性能的全部内容。

常见环氧树脂种类及性能 一、定义 1、环氧树脂（EpoxyResin)是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分子低聚体(Oligomer)。当聚合度n为零时，称之为环氧化合物,简称环氧化物（Epoxide）.这些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂.典型的环氧树脂结构如下式。 2、环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含量多少是这种树脂最为重要的指标。描述环氧基含量有以下几种不同的表示法： ⑴环氧当量:是指含有1mol环氧树脂的质量，低相对分子质量（分子量）环氧树脂的环氧当量为175~200g/mol，随着分子量的增大环氧基间的链段越长,所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高. ⑵环氧值：每100g树脂中所含有环氧基的物质的量（摩尔）。这种表示方法有利于固化剂用量的计量和用量的表示。因为固化剂用量的含义是每100g环氧树脂中固化剂的加入量(partperhundredofresin缩写成phr）。我国采用环氧值这一物理量。环氧当量=100/环氧值 3、粘度的定义 粘度：液体在流动时，在其分子间产生的内摩擦的性质，称为液体的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。 粘度单位有两种： 1、厘泊(cps) 2、毫帕秒(m·pas） 1厘泊（cps）=1毫帕秒（m·pas）

高性能T800碳纤维复合材料树脂基体_陈伟明

复合材料学报第23卷　第4期 8月　2006年A cta M ateriae Co mpo sitae Sinica Vo l .23 N o .4 A ugust 2006 文章编号:10003851(2006)04002907 收稿日期:20050911;收修改稿日期:20051230通讯作者:王成忠,讲师,主要从事碳纤维复合材料的研究　E -mail :czw ang @mail.bu https://www.wendangku.net/doc/3f5617063.html, 高性能T800碳纤维复合材料树脂基体 陈伟明,王成忠*,周同悦,杨小平 (北京化工大学碳纤维及复合材料研究所,北京100029) 摘　要:　在分析T 800碳纤维表面上胶剂的基础上,系统研究了适用于制备高性能T 800碳纤维复合材料的树脂基体,测试了树脂浇注体及其复合材料的力学性能和热机械性能,研究了树脂基体对T 800碳纤维复合材料界面性能的影响。结果表明,T 800碳纤维表面上胶剂中酯基含量较高,与缩水甘油酯类环氧树脂有良好的界面相容性,经复配和优化的树脂体系其T 800碳纤维复合材料的层间剪切强度达到138M Pa ,N O L 环拉伸强度达到2530M Pa ,玻璃化温度(T g )达到213℃,具有优异的界面性能和耐热性能。关键词:　T800碳纤维;环氧树脂;复合材料中图分类号:　TB332 文献标识码:A High -performance resin matrix for T800carbon fiber composites C H EN Weim ing ,WANG Chengzhong *,ZH OU To ng yue ,YANG Xiaoping (Institute of Car bo n F iber and Compo site ,Beijing U niver sity of Chemical T echnolog y ,Beijing 100029,China )A bstract :　H ig h -pe rfo rmance ca rbon fiber has been wide ly used in commer cial and military fields because o f its hig h streng th ,lig ht w eig ht and high stiffness.How ever ,the applicatio n of hig he r perfo rmance carbo n fiber (e.g.T 800)wo uld cause w o rse mechanical perfo rmance s because of the ex treme inertness o f its surface caused by the alig nment of g raphitic cry sta llites.In or der to pro duce the hig h -pe rfo rmance re sin mat rix ,w hich can bond T 800carbo n fibe r (CF )well ,the sizing of T 800CF w as analyzed.T he effect o f resin matrix 's structure and property o n T800CF co mpo site wa s studied based on the analy sis.M eanw hile ,the mechanical pro pe rty and ther mal mechanical property of the resin and its car bo n fiber com po site w ere analy zed.T he results sho w that T 800sizing po ssesse s hig h content of ester ,which can possess excellent inter facial proper ties with g ly ceride epox y.W ith the help of the o ptimized resin sy stem ,the T 800CF compo site po ssesse s ex cellent interfacia l proper ties and heat -r esistance proper ties.T he inter -laminar shea r streng th (IL SS )o f the composite is 138M Pa ,the te nsile str eng th o f N O L ring s is 2530M Pa ,and the glass t ransition temperature (T g )is 213℃. Keywords :　T 800carbo n fiber ;epo xy re sin ;co mpo sites 碳纤维具有高强、质轻、耐疲劳等优异性能,以其为增强材料制备的高性能树脂基复合材料广泛应用于体育器材、航空航天等领域。T300、T700等通用级碳纤维复合材料已有较多的研究与应用,而对高性能T800碳纤维复合材料的研究较少,主要集中在对T800碳纤维的表面状态的分析 [1-4] 和复合材料成型工艺上[5] 。T800较T300及T700碳纤维的单丝直径小,纤维表面性能差别较大,而且T800表面结晶结构较完整,导致其表面惰性高[6,7] 。所以,现有的常规树脂基体不适用于T800碳纤维的成型工艺,不能发挥T800碳纤维应有的 强度,T800碳纤维复合材料的强度甚至低于T300、T700碳纤维复合材料的强度[8,9]。 商品碳纤维在出厂时表面涂有一层上胶剂,这层上胶剂在碳纤维成型过程中起到保护碳纤维的作用,同时又能增强碳纤维与树脂基体的粘接强度 [10,11] 。不同牌号的碳纤维,其上胶剂可能不同, 因此,必须根据T800碳纤维的表面特性,研究适用于T800碳纤维的树脂基体。 本文作者分析了T800碳纤维的表面特性,系统研究了适用于T800碳纤维高性能复合材料的树脂体系,使T800碳纤维复合材料具有优异的界面 DOI 牶牨牥牣牨牫牳牥牨牤j 牣cn ki 牣fhclxb 牣牪牥牥牰牣牥牬牣牥牥牰

航空航天先进复合材料

航空航天先进复合材料现状 2014-08-10 Lb23742 摘要:回顾了树脂基复合材料的发展史;综述了先进复合材料工业上通常使用环氧树脂的品种、性能和特性;复合材料使用的增强纤维;国防、军工及航空航天用树脂基复合材料;用于固体发动机壳体的树脂基体;用于固体发动机喷管的耐热树脂基体;火箭发动机壳体用韧性环氧树脂基体;树脂基结构复合材料;防弹结构复合材料;先进战斗机用复合材料;树脂基体;航天器用外热防护涂层材料;飞机结构受力构件用的高性能环氧树脂复合材料;碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天中的其它应用;民用大飞机复合材料;国产大飞机的软肋还是技术问题;复合材料之惑。 关键词:树脂基体;复合材料;国防;军工;航空航天;结构复合材料 0 前言 复合材料与金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。今天，一个国家或地区的复合材料工业水平，已成为衡量其科技与经济实力的标志之一。先进复合材料是国家安全和国民经济具有竞争优势的源泉。到2020年，只有复合材料才有潜力获得20-25%的性能提升。 环氧树脂是优良的反应固化型性树脂。在纤维增强复合材料领域中，环氧树脂大显身手。它与高性能纤维:PAN基碳纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、S或E玻璃纤维复合，便成为不可替代的重要的基体材料和结构材料，广泛运用在电子电力、航天航空、运动器材、建筑补强、压力管雄、化工防腐等六个领域。本文重点论述航空航天先进树脂基体复合材料的国内外现状及中国的技术软肋问题 1 树脂基复合材料的发展史 树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics)，是技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业，在我国不科学地俗称为玻璃钢。 树脂基复合材料于1932年在美国出现，1940年以手糊成型制成了玻璃纤维增强聚酯的军用飞机的雷达罩，其后不久，美国莱特空军发展中心设计制造了一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机，并于1944年3月在莱特-帕特空军基地试飞成功。1946年纤维缠绕成型技术在美国出现，为纤维缠绕压力容器的制造提供了技术贮备。1949年研究成功玻璃纤维预混料并制出了表面光洁，尺寸、形状准确的复合材料模压件。1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功，并制成直升飞机的螺旋桨。60年代在美国利用纤维缠绕技术，制造出北极星、土星等大型固体火箭发动机的壳体，为航天技术开辟了轻质高强结构的最佳途径。在此期间，玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型技术得到了应用，使手糊工艺的质量和生产效率大为提高。1961年片状模塑料(Sheet Molding Compound, 简称SMC)在法国问世，利用这种技术可制出大幅面表面光洁，尺寸、形状稳定的制品，如汽车、

可发性聚苯乙烯EPS知识介绍及发泡成分

可发性聚苯乙烯（EPS）通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。可发性PS可被加工成低密度（0．7—10．0ib／ft3）的泡沫塑料剂品。简称EPS。指含有发泡剂、一旦受热能立即发泡膨胀的珠粒状聚苯乙烯树脂。为聚苯乙烯泡沫塑料生产过程中的一种中间产品。一般粒度10～40目。堆密度0.6。含水0.1%。含挥发物（主要为发泡剂）6%-8%。以苯乙烯在发泡剂（通常使用低沸点烃类）存在下进行悬浮聚合而制得。亦可将珠粒聚苯乙烯分散于水中，在一定温度下搅拌，使发泡剂与溶胀了的珠粒接触并渗入其中制得。最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。由可发性聚苯乙烯制出泡沫塑料制品有几个专门步骤，这也是许多塑料树脂（包括可成型泡沫的聚烯烃及其共聚物）的一种特性。可发性PS可用来制造各种制品如咖啡杯、吸收能量的汽车用减震器或300 ft3大的泡沫塑料块。EPS的主要用途是一次性饮料杯、抗震包装以及隔热材料。 化学与性能 可发性聚苯乙烯是小颗粒状树脂，直径一般为0．01－0．1in。大多数这种颗粒是悬浮聚合生成的珠粒，而较大直径的颗粒也可通过切粒得到。采用的珠粒大小决定于最终泡沫制品的最小壁厚。较大的粒子膨胀制成低密度泡沫制品比较容易，较小的粒子则较易制成填充均匀的部件。 泡沫塑料产品的性能取决于原料聚合物，但受泡沫的密度影响很大。一个密度为 11b／ft3的 PS泡沫产品其中 97％的体积是空气，这种产品的机械性能较差。泡沫体中所含的空气分隔成数百万个泡孔，正是它们的存在使聚合物泡沫材料具有许多有价值的特性。这些特性包括绝热性、吸收能量、漂浮性、高的刚度／重量比以及单位体积成本低等等。如表回所示，泡沫PS的大多数性能都与其密度有很明显的函数关系，因此生产者可不需重新设计模具，只根据加工工艺简单变化的需要对实际操作做些微小调整。PS泡沫的其它性能同样取决于聚合物的类型和发泡时用的数量。由于发泡PS产品的机械强度可由发泡密度来调节，因此有时通过选用另外一种泡沫聚合物来获得需要的强度。一个例子是获得不是属于强度方面的性能，如使PS提高其本身不具备的耐高温性和耐溶剂性。 加工 可发性 PS的加工分二步。第一步为预发泡或简单发泡，设定最终产品的密度。在此过程中含有发泡剂的聚合物颗粒在加热条件下软化，发泡剂挥发。其结果是每个珠粒内产生膨胀，形成许多泡孔。泡孔的数量（最终密度）由加热温度和受热时间来控制。这个过程中，珠粒必须保持分散和自由流动状态。工业化生产时，发泡过程是将可发性 PS直接置于蒸汽中进行的，一般通过珠粒和蒸汽在搅拌釜中的连续混合完成反应，反应设备（象Rodman预发泡机）是以保持外界压力常压敞口的，并使已发泡的珠粒从顶端溢出。有的生产厂为了保证停留时间更均衡或是当某些可发性DPS需要比较高的温度时采用间歇釜。发泡以后珠粒要经熟化处理，使空气逐步掺入到泡孔中。 热成型是EPS发泡的第二步。首先．将熟化的预发泡珠粒放入具有特定型腔的模具中。对于小型的和复杂结构的产品，成型时要采用文氏管作用设备（如灌料枪）．借助空气流将珠粒吹至模腔中。大型的产品可依自身重力充满模腔。将充满粒料的模腔密闭并加热，珠粒受热软化，使泡孔膨胀。珠粒发泡膨胀至填满相互间的空隙，并粘结成均匀的泡沫体。此时这个泡沫体仍然是柔软的并承受泡孔内热气体的压力。从模具中取出制品之前，须使气体渗出泡孔和降低温度使制品形状稳定，这一般是采用向模具内壁喷水的方法。 由于成型模具是双层壁的，因此发泡PS的成型被称为“蒸气室成型”。模具内壁尺寸即为实际制品的尺寸，模具内壁上有气孔．以使蒸汽透过泡沫体并使热气扩散出去。双层壁之间的空间形成蒸汽室，其中通入用于加热珠粒的蒸汽。对于多数制品，发泡PS的成型压力低于276kPa。模具为铝制并按制品要求铸成一定形状。发泡PS的成型由于成型压力低、成型设备成本低，因此是一种经济的生产方法。 应用 发泡PS的主要用途是建筑工业用绝热材料，一次性用具（主要为咖啡杯）和抗震保护性包装材料。 隔热制品采用EPS是因其具有恒定的低热导率、低密度和低加工成本。EPS茶杯是由于EPS易发泡成薄形制品和具保温性。泡沫的吸震性、低成本和可成形性使EPS成为保护性包装材料的选择对象。 聚烯烃制品单位厚度吸收的冲击能更多，因此它可作为更易碎物品的包装以及用于吸震部件如有些新型汽车的减震系统。 郑州中天建筑节能有限公司是一家集生产销售、技术推广、工程施工、产品研发为一体的综合性节能减排服务企业, 致力于新型墙体材料和新型水刀的研发与推广。 郑州中天节能公司热忱欢迎您的来电咨询，洽谈合作，共创广阔的建筑节能和水切割及高压水清洗市场！ 公司地址：河南郑州市国家高新技术开发区 郑州中天建筑节能有限公司科研部 2017年12月26日 加盟有风险投资需谨慎

高性能环氧树脂基复合材料的研究现状及应用进展

高性能环氧树脂基复合材料的研究现状及应用进展2018年8月1日星期三 Linda 中山沃瑞森 环氧树脂是一类重要的热固性树脂，具有良好的粘结性、稳定性、耐热性、力学性能、且固化收缩率小，成本低廉。环氧树脂作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体，被广泛应用于轻工、建筑、航天航空、电子电气及其他先进复合材料的各个领域。本文由苏州挪恩复合材料有限公司研究人员从环氧树脂的增韧、耐热、增强方面对高性能环氧树脂基复合材料的现状进行阐述。 在航空航天等领域，对环氧树脂韧性耐温性和模量有着较高要求。热塑性树脂具有高韧性、高强度和耐热性好的特性，用热塑性树脂作为增韧剂可以在增韧环氧树脂的同时保持耐热性能和模量。国外将EP/CF

复合材料应用在战斗机和直升机的机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到明显减重作用，大大提高了抗疲劳耐腐蚀等性能。 在广泛的应用领域中环氧树脂除了要具备基本的力学性能要求外，还需要有良好的耐高温性能，对于提高环氧树脂体系耐热性的方法主要有改变环氧树脂、固化剂的结构或导入新结构，采用耐热性较好的材料对环氧树脂改性。 碳纤维具有十分优异的力学性能，由碳纤维增强环氧树脂所制备的复合材料性能表现优异。而由于碳纤维表面能低、与基体浸润性差，使其与基体材料的界面粘结力较弱，因此需要提前对其进行表面处理。玻璃纤维/环氧树脂复合材料是目前研究较成熟应用最广的一种环氧复合材料，该材料具有轻质高强、耐疲劳和绝缘等性能，在军事中可被用作防弹头盔、防弹衣等。 （图示：碳纤维安全头盔） 环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系，适用于多种成型工

艺，可配制成不同配方，可调节粘度范围大，适用于不同的生产工艺，国内外对高性能环氧树脂的研究近几年已取得很大进展，很多环氧树脂复合材料集多种优异性能于一体，极大推动了高端科技产业的发展。 沃瑞森拥有自已强大的黏结数据库，有匹配各种功能黏结的推荐。配合世界知名品牌胶粘剂材料。给您最适合及高性价比的技术支持！

树脂基复合材料研究进展

先进树脂基复合材料研究进展 摘要：本文介绍了颗粒增强、无机盐晶须增强、光固化等类型的树脂基复合材料，亦指出热固性、环氧树脂基复合材料，并简述了制备方法和新技术的应用。 关键词：树脂基复合材料，颗粒增强，无机盐晶须增强，光固化，制备方法，新技术ADVANCE THE RESEARCH OF POLYMER MATRIX COMPOSITES ABSTRACT: The particulate reinforced、inorganic salt whisker, light-cured of resin matrix composites were introduced in this paper,the thermosetting and thermoplastic resin matrix composites was also show in the paper.This paper also discussed the application of new preparation method and technology. Keywords: resin matrix composites,particulate reinforced,inorganic salt whisker, light-cured,preparation method,new technology 先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合工艺制备而成，并具有明显优于原组分性能的一类新型材料。目前航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括高性能连续纤维增强环氧、双马和聚酞亚胺基复合材料[1]。树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、力学性能可设计性强等一系列优点，是轻质高效结构设计最理想的材料[2]。用复合材料设计的航空结构可实现20％一30％的结构减重；复合材料优异的抗疲劳和耐腐蚀性，能提高飞机结构的使用寿命，降低飞机结构的全寿命成本；复合材料结构有利于整体设计和制造，可在提高飞机结构效率和可靠性的同时，采用低成本整体制造工艺降低制造成本。可见复合材料的应用和发展是大幅提高飞机安全性、经济性等市场竞争指标的重要保证，复合材料的用量已成为衡量飞机先进性和市场竞争力的重要标志。 纤维增强树脂基复合材料是在树脂基体中嵌人高性能纤维，比如碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维等所制得的材料[3]。树脂基体可以分为热塑性树脂和热固性树脂两种，常用的热塑性树脂有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等;常用的热固性树脂有酚醛树脂、环氧树脂和聚醋树脂等。由于纤维增强复合材料具有高强度、高模量、低密度等一系列优良特性，其在航空航天、汽车、建筑、防护、运动器材和包装等领域已有广泛的应用。然而新材料新技术的发展使人们对纤维增强复合材料的性能有了更高的期望，所以高性能纤维增强树脂基复合材料依然是近年来的研究热点。 1 先进树脂基复合材料体系 1.1 纤维增强 纤维增强树脂基复合材料由纤维和树脂基体两部分组成，纤维起承担载荷的作用，树脂均匀传递应力，界面在应力传递的过程中起到关键的作用，是纤维与树脂问应力传递的纽带．随着对复合材料界面性能研究的不断的深入，人们发现纤维的浸润性能、纤维与树脂间的键台及纤维与树脂间的机械嵌合作用等因素对复合材料的性能影响显著，并以此设计出一系列提高界面粘接强度的方法，有效地提高了纤维复合材料的界面性能[4]． 1.1.1碳纤维(CF)增强树脂基复合材料 碳纤维以热碳化方式由聚丙烯睛、沥青或粘胶加工而成，具有高强度、高模量、优异的耐酸碱性和抗蠕变性[4J。对碳纤维增强树脂基复合材料的研究主要集中在对纤维进行改性、对树脂基体进行改性和改善纤维和树脂基体的粘接性能这几个方面。 1.1.2超高强度聚乙烯纤维(uHMPE)， 超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)是1975年由荷兰DSM公司采用凝胶纺丝一超拉伸技术研制成功并实现工业化生产的高强高模纤维。UHMWPE纤维中大分子具有很高的取向度和结晶程度，纤维大分子几乎处于完全伸直的状态，赋予最终纤维高强度、高模量、低密度、耐酸碱