加压温度对聚酰亚胺复合材料性能影响

作者: 东莞市美鑫绝缘材料有限公司 日期: 2019-11-25 人气: - 评论: 0

  确定最优的固化工艺参数主要是选择最优的加压点,而加压点选择的基础就是树脂固化反应的历程及其黏度的变化。902 聚酰亚胺树脂在固化过程中发生的是加成反应。在升温固化过程中,当温度未达到加成反应的反应温度时,树脂黏度随温度的升高而不断降低,当温度达到树脂发生交联反应时,一方面树脂黏度随温度升高不断降低,而另一方面此时发生交联反应并且随着温度升高速度由慢变快,速度达到一定数值后又逐渐降低,这是由化学动力学控制,在这一过程中树脂交联程度和黏度不断增加,在这两种作用下,树脂存在一个黏度最低点,在此附近选择加压时机有利于树脂流动,减少孔隙率。

  因此,选择最低黏度点加压成为制备低孔隙率聚酰亚胺复合材料的关键。通过树脂的黏度-温度曲线可知,当树脂处于最低黏度值时所对应的温度在250℃附近,与T﹣β 图外推法得到的加压温度252℃附近相一致。故以250℃为参考加压温度点选择了不同的加压时机成型复合材料单向板,并进行了微观结构和力学性能的测试分析。

从测试结果可以看出,加压时机对902 聚酰亚胺复合材料的孔隙率有较大影响,240 之前孔隙率增加,力学性能较差,反映最明显的是层间剪切强度低于60 MPa240 270加压,可得到较小的孔隙率,力学性能也较为优异,尤其以240 260℃更优,弯曲强度能达到1 800 MPa 以上,层间剪切强度能达到110 MPa 左右。270 之后加压,孔隙率又呈增长的趋势,力学性能又开始下降。

  由于聚酰亚胺在100 250之间发生酰胺化和酰亚胺化的缩聚反应,放出大量的小分子,再加上预浸料和铺层过程中带入的水份和空气等挥发份,构成了复合材料成型过程中产生孔隙的主要因素。如果这些小分子不能有效地逃逸出来,树脂在固化过程中将会在复合材料中形成孔隙被固定下来。240℃之前亚胺化反应没有完全,此时加压小分子不能及时逃出,造成较大的孔隙率。260 之后树脂的黏度增加很快,即使在压力作用下树脂的流动阻力也非常大,小分子被包裹在复合材料中,造成孔隙率的增加。试验结果表明,加压时机选择在240 260℃之间为最优加压区间,此时树脂的黏度较低,而且亚胺化反应已经完成,有利于小分子的逃逸,可以得到较低孔隙率的高质量复合材料。


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