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CTBN如何讓熱固性樹脂變得更堅(jiān)韌，增韌機(jī)理大揭秘?。ò耍?/h1>
來(lái)源：
發(fā)布時(shí)間：2025-06-05
（4）CTBN改性BMI
BMI是一種加成型聚酰亞胺的中間體,分子兩端以不飽和馬來(lái)酰亞胺環(huán)為活性端基,具有優(yōu)異的耐熱性、力學(xué)性能、介電性能、耐濕熱性、抗輻射性等。Shaw等[28]發(fā)現(xiàn)CTBN橡膠能明顯提高BMI樹脂的斷裂能Takeda等合成了含有醚鍵的新型BMI,并且用CTBN對(duì)其進(jìn)行改性研究,發(fā)現(xiàn)CTBN與BMI樹脂之間不發(fā)生反應(yīng),但是CTBN可以與BMI固化時(shí)所使用的胺類固化劑反應(yīng)，從而連接到BMI分子主鏈上,起到增韌作用。
因?yàn)镃TBN對(duì)BMI的增韌方式與以上介紹的熱固性樹脂不同,所以CTBN中一CN含量的不同所引起的樹脂粘接強(qiáng)度的差異顯得尤為重要。王超等以CTBN增韌4,4'一雙(對(duì)一氨基苯甲酰基)二苯醚(DACPE)改性BMI。研究表明CTBN與BMI之間未發(fā)生反應(yīng),但CTBN與DACPE之間主要是C-C與-NHz發(fā)生了反應(yīng),起到內(nèi)增韌作用。提高CTBN的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)于高溫剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度是有利的,而對(duì)低溫剪切強(qiáng)度的影響卻不是很明顯。隨著-CN基含量的增加,剝離強(qiáng)度和高溫剪切強(qiáng)度有明顯提高,但對(duì)于室溫剪切強(qiáng)度的影響不大。用CTBN的相對(duì)分子質(zhì)量在3000左右、-CN基含量在28%~29%、用量為20~30份時(shí),改性的膠黏劑綜合性能較好,剝離強(qiáng)度為2.8kN/m,在室溫、200、300和350℃時(shí)的剪切強(qiáng)度分別為21.8、17.5、5.7和4.0MPa。當(dāng)CTBN的用量超過(guò)40份時(shí),高溫剪切強(qiáng)度急劇下降。雷勇等[在4,4'-雙馬來(lái)酰亞胺二苯基甲烷(BMDPM)/3,3'-二烯丙基雙酚A(DABPA)的基礎(chǔ)上引入CTBN增韌劑和稀釋劑,采用先分步預(yù)聚、后減壓共混的工藝合成了一種熱熔性的韌性BMI。實(shí)驗(yàn)中隨丙烯腈含量的增加,樹脂的凝膠時(shí)間略有增加,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低,起始熱分解溫度變化不大,而樹脂力學(xué)性能存在最大值。其中以丙烯腈含量為25.68%的CTBN使用效果比較好。當(dāng)CTBN的用量為5份時(shí)，改性BMI的綜合力學(xué)性能比較好,樹脂固化后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為298℃,起始熱失重溫度為309℃。胡飛等[32]以N,N-4,4'-二氨基二苯甲烷型BMI、環(huán)氧樹脂、4,4-二氨基二苯甲烷(DDM)為主要原料,合成了2種以BMI為基體的耐高溫膠黏劑,分析了DDM、EP用量對(duì)膠黏劑性能的影響。結(jié)果表明,2種工藝都采用:mep:mppm-1:1∶0.85時(shí)綜合性能比較好,在相772BMI同的固化條件下，共熔型體系高溫剪切強(qiáng)度(30.07MPa)優(yōu)于預(yù)聚型體系(27.33MPa),但高溫沖擊強(qiáng)度前者(29.83MPa)不如后者(31.58MPa)。
3.結(jié)語(yǔ)
隨著樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,對(duì)熱固性樹脂的特性要求也越來(lái)越高，人們希望能在樹脂增韌的同時(shí),不會(huì)使其耐熱性、力學(xué)強(qiáng)度和使用性能降低，采用反應(yīng)性橡膠作為熱固性樹脂的增韌劑是一大趨勢(shì)。目前研究較多的是CTBN與多種固化劑和分子結(jié)構(gòu)不同的同類型樹脂配合使用,利用各自的分子結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)提高樹脂基體韌性。
CTBN作為熱固性樹脂增韌劑存在的問(wèn)題是分子中含有不飽和C-℃雙鍵,較多的雙鍵存在會(huì)使增韌后的樹脂性能不穩(wěn)定。因此,選擇合適的固化劑，從分子結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)、合成新型的樹脂與CTBN匹配,使CTBN中的C-℃雙鍵和一CN充分發(fā)揮作用,將是今后CTBN增韌改性樹脂研究的重點(diǎn)。
來(lái)源：西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系、中國(guó)塑料、劉乃亮、齊暑華、理莎莎、吳利敏、魯惠玲
（4）CTBN改性BMI
BMI是一種加成型聚酰亞胺的中間體,分子兩端以不飽和馬來(lái)酰亞胺環(huán)為活性端基,具有優(yōu)異的耐熱性、力學(xué)性能、介電性能、耐濕熱性、抗輻射性等。Shaw等[28]發(fā)現(xiàn)CTBN橡膠能明顯提高BMI樹脂的斷裂能Takeda等合成了含有醚鍵的新型BMI,并且用CTBN對(duì)其進(jìn)行改性研究,發(fā)現(xiàn)CTBN與BMI樹脂之間不發(fā)生反應(yīng),但是CTBN可以與BMI固化時(shí)所使用的胺類固化劑反應(yīng)，從而連接到BMI分子主鏈上,起到增韌作用。
因?yàn)镃TBN對(duì)BMI的增韌方式與以上介紹的熱固性樹脂不同,所以CTBN中一CN含量的不同所引起的樹脂粘接強(qiáng)度的差異顯得尤為重要。王超等以CTBN增韌4,4'一雙(對(duì)一氨基苯甲酰基)二苯醚(DACPE)改性BMI。研究表明CTBN與BMI之間未發(fā)生反應(yīng),但CTBN與DACPE之間主要是C-C與-NHz發(fā)生了反應(yīng),起到內(nèi)增韌作用。提高CTBN的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)于高溫剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度是有利的,而對(duì)低溫剪切強(qiáng)度的影響卻不是很明顯。隨著-CN基含量的增加,剝離強(qiáng)度和高溫剪切強(qiáng)度有明顯提高,但對(duì)于室溫剪切強(qiáng)度的影響不大。用CTBN的相對(duì)分子質(zhì)量在3000左右、-CN基含量在28%~29%、用量為20~30份時(shí),改性的膠黏劑綜合性能較好,剝離強(qiáng)度為2.8kN/m,在室溫、200、300和350℃時(shí)的剪切強(qiáng)度分別為21.8、17.5、5.7和4.0MPa。當(dāng)CTBN的用量超過(guò)40份時(shí),高溫剪切強(qiáng)度急劇下降。雷勇等[在4,4'-雙馬來(lái)酰亞胺二苯基甲烷(BMDPM)/3,3'-二烯丙基雙酚A(DABPA)的基礎(chǔ)上引入CTBN增韌劑和稀釋劑,采用先分步預(yù)聚、后減壓共混的工藝合成了一種熱熔性的韌性BMI。實(shí)驗(yàn)中隨丙烯腈含量的增加,樹脂的凝膠時(shí)間略有增加,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低,起始熱分解溫度變化不大,而樹脂力學(xué)性能存在最大值。其中以丙烯腈含量為25.68%的CTBN使用效果比較好。當(dāng)CTBN的用量為5份時(shí)，改性BMI的綜合力學(xué)性能比較好,樹脂固化后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為298℃,起始熱失重溫度為309℃。胡飛等[32]以N,N-4,4'-二氨基二苯甲烷型BMI、環(huán)氧樹脂、4,4-二氨基二苯甲烷(DDM)為主要原料,合成了2種以BMI為基體的耐高溫膠黏劑,分析了DDM、EP用量對(duì)膠黏劑性能的影響。結(jié)果表明,2種工藝都采用:mep:mppm-1:1∶0.85時(shí)綜合性能比較好,在相772BMI同的固化條件下，共熔型體系高溫剪切強(qiáng)度(30.07MPa)優(yōu)于預(yù)聚型體系(27.33MPa),但高溫沖擊強(qiáng)度前者(29.83MPa)不如后者(31.58MPa)。
3.結(jié)語(yǔ)
隨著樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,對(duì)熱固性樹脂的特性要求也越來(lái)越高，人們希望能在樹脂增韌的同時(shí),不會(huì)使其耐熱性、力學(xué)強(qiáng)度和使用性能降低，采用反應(yīng)性橡膠作為熱固性樹脂的增韌劑是一大趨勢(shì)。目前研究較多的是CTBN與多種固化劑和分子結(jié)構(gòu)不同的同類型樹脂配合使用,利用各自的分子結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)提高樹脂基體韌性。
CTBN作為熱固性樹脂增韌劑存在的問(wèn)題是分子中含有不飽和C-℃雙鍵,較多的雙鍵存在會(huì)使增韌后的樹脂性能不穩(wěn)定。因此,選擇合適的固化劑，從分子結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)、合成新型的樹脂與CTBN匹配,使CTBN中的C-℃雙鍵和一CN充分發(fā)揮作用,將是今后CTBN增韌改性樹脂研究的重點(diǎn)。
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