聚醚酰亚胺泡沫塑料的研究进展

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1、宝瑞（国际）塑胶提供Poryplas.com聚醚酰亚胺泡沫塑料的研究进展何祯张广成礼嵩明刘良威(西北工业大学理学院，西安710072)摘要：介绍了聚醚酰亚胺(PEI)泡沫塑料的基本性能，分析了国内外有关PEI泡沫塑料制备方法的研究情况，对不同制备方法的优缺点进行比较，并对其应用前案进行了综述。关键词：聚醚酰亚胺泡沫塑料聚酰亚胺制备RESEARCHPRoGRESSOFPoLYETHERIMIDEFoAMHeZhen，ZhangGuangcheng，LiSongming，LiuLiangwei(SchoolofScience．NorthwesternPolytechn

2、icalUniversity"，Xi’an710072，China)ABSTRACTThebasicperformanceofpolyetherimide(PEI)foamispresented．TheresearchprogressofpreparationmethodsofPEIathomeandabroadisanalyzed，andthemeritsanddemeritsofdif1)erentmethodsarecompared．TheapplicationforegroundofPEIisforecasted．KEYWORDSpolyetherimid

3、e，foam，polyimide，preparation近年来，聚合物泡沫材料以其质轻，比强度、比刚度高，绝热和吸声等特性而广泛应用于航空、航天、运输及建筑行业。随着对泡沫塑料的耐高低温性能、绝缘性能、无烟、无毒、易加工等方面要求的进一步提高，使得目前市场上的聚合物泡沫塑料(如聚烯烃泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料等)不能满足使用要求。因此，高性能聚合物泡沫塑料的研究开发成为新的研究热点和方向。聚醚酰亚胺(PEI)是在聚酰亚胺(PI)分子主链上引入醚键得到的一类热塑性聚合物，分子结构式如图1所示。其中R为含有6～30个碳原

4、子的芳香族烃基或卤代芳香烃基PEI具有PI优异的耐热性能、力学性能、电性能、阻燃性和化学稳定性等，由于含有醚键结构，又具有良好的加工流动性能，可以通过熔融加工工艺成型，因此，PEI是高性能热塑性泡沫塑料的首选材料之一。相对于其它芳香族PI，PEI成本较低、产量较高、易加工的特性促进了PEI泡沫塑料的发展。1PEI泡沫塑料的性能(1)力学性能优良，质轻，具有非常高的比强度、比模量，耐疲劳性好。PEI泡沫塑料的冲击强度相对于未发泡材料基本没有降低，甚至有所提高，剪切断裂伸长率几乎不变。通过设计泡沫密度，可使用在承载结构上。瑞士ALCANAIREX公司的AirexR82

5、型号的高性能PEI泡沫塑料是目前市场上唯一商品化的PEI泡沫塑料，其密度分别为60、80、110kg／m(分别记为1t8260、R828O、R82110)，对应的力学性能如表1所示。E．A．Flores．Johnson等一对PEI泡沫塑料进行静态压痕试验，观察PEI泡沫塑料被压头压陷的撕裂行为并建立模型，得到了平面压头完全陷入PEI泡沫塑料后压头和PEI泡沫塑料之间单位面积摩擦力(P)及PEI泡沫塑料的撕裂能，结果见表2。(2)能够满足严格的阻燃要求，无烟、无毒。其阻燃性、烟浓度、毒性、放热性能均满足飞机材料防火阻燃标准FAR25．853和空客防火、烟雾、毒性测试

6、标准ABD0031。可以用于防火容器壁，保护燃料罐和热敏感的原件。(3)隔热吸声，PEI泡沫塑料在室温下的热导率为0．036～0．040W／(m·K)。(4)具有较宽的工作温度范围，PEI自身的玻璃化转变温度()为210～215℃，而其泡沫塑料的工作温度为一194～160％，在低温下仍具有一定的柔性。(5)优异的电性能。PEI泡沫塑料具有高介电性，多孔PEI膜适用于驻极体和压电材料，PEI泡沫塑料的多孔形态带来有效的势垒效应，能够提高电荷储存稳定性。但是由于现有泡沫塑料的工作温度较低，作为驻极体的应用受到限制。(6)极低的吸湿性，PEI的吸水率仅为0．25％。(7

7、)可以成型复杂形状的制品，能够通过热成型将平板状的PEI泡沫塑料3nY-成为结构复杂和双向弯曲的形状，也能够方便地成型结构复杂的夹层结构。2PE1泡沫塑料的制备PEI的Tg为210～215℃，熔融温度为349～427℃，由于其Tg较高，需要在接近400℃的温度下进行加工。常用的发泡剂大部分在远低于PEI的Tg时就已经分解，如化学发泡剂戊烷在此温度下具有爆炸性，典型的高温发泡剂如5一苯基四氮唑(CHN)，分解后产生芳香胺，具有毒性⋯。因为适用于PEI的加工温度并且能保证不降低PEI的热性能的化学发泡剂较少，现在大都推荐使用物理发泡剂，如水、二氧化碳、氮气等，但是惰性

8、气体的加入