聚醚酰亚胺泡沫塑料的研究进展.pdf

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1、84工程塑料应用2010年，第38卷，第l2期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近年来，聚合物泡沫材料以其质轻，比强度、比刚度高，表1AirexR82的力学性能绝热和吸声等特性而广泛应用于航空、航天、运输及建筑行项目R826OR828OR82l1O业。随着对泡沫塑料的耐高低温性能、绝缘性能、无烟、无表观密度／kg·I1I3608Ol1O平面压缩强

2、度／MPa0．71．11．4毒、易加工等方面要求的进一步提高，使得目前市场上的聚压缩弹性模量／MPa466283合物泡沫塑料(如聚烯烃泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨拉伸强度／MPa1．72．02．2酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料等)不能满足拉伸弹性模量／MPa455464使用要求。因此，高性能聚合物泡沫塑料的研究开发成为新剪切强度／MPa0．81．11．4的研究热点和方向。剪切弹性模量／MPa18233O断裂伸长率／％2O】818聚醚酰亚胺(PEI)是在聚酰亚胺(PI)分子主链上引入醚缺口冲击强度／kJ·m。1．01．31．4键得到的一类热塑性聚合物，分子结构式如图1所示表2压

3、头和PEI泡沫塑料之间的P及PEI泡沫塑料的，O泡沫塑料FIkJ．m一p／MPaN—一AP—4一AirexR82602．730．090AirexR82804．44O．120／，烟浓度、毒性、放热性能均满足飞机材料防火阻燃标准FAR图1PEI的分子结构式其中R为含有6～30个碳原子的芳香族烃基或卤代芳25．853和空客防火、烟雾、毒性测试标准ABD0031。可以用香烃基PEI具有PI优异的耐热性能、力学性能、电性能、阻于防火容器壁，保护燃料罐和热敏感的原件。燃性和化学稳定性等，由于含有醚键结构，又具有良好(3)隔热吸声，PEI泡沫塑料在室温下的热导率为0．036的加工流动性能，可以通过熔融加工

4、工艺成型，因此，PEI～0．040W／(m·K)。是高性能热塑性泡沫塑料的首选材料之一。相对于其它芳(4)具有较宽的工作温度范围，PEI自身的玻璃化转变香族PI，PEI成本较低、产量较高、易加工的特性促进了PEI温度()为210～215℃，而其泡沫塑料的工作温度为一194泡沫塑料的发展。～160％，在低温下仍具有一定的柔性。1PEI泡沫塑料的性能(5)优异的电性能。PEI泡沫塑料具有高介电性，多孔(1)力学性能优良，质轻，具有非常高的比强度、比模量，PEI膜适用于驻极体和压电材料，PEI泡沫塑料的多孔形态耐疲劳性好。PEI泡沫塑料的冲击强度相对于未发泡材料基带来有效的势垒效应，能够提高电荷储

5、存稳定性。但是由于本没有降低，甚至有所提高，剪切断裂伸长率几乎不变。通现有泡沫塑料的工作温度较低，作为驻极体的应用受到限过设计泡沫密度，可使用在承载结构上。瑞士ALCAN制-8：。AIREX公司的AirexR82型号的高性能PEI泡沫塑料是目前(6)极低的吸湿性，PEI的吸水率仅为0．25％。市场上唯一商品化的PEI泡沫塑料，其密度分别为60、80、(7)可以成型复杂形状的制品，能够通过热成型将平板110kg／m(分别记为1t8260、R828O、R82110)，对应的力学状的PEI泡沫塑料3nY-成为结构复杂和双向弯曲的形状，也性能如表1所示。能够方便地成型结构复杂的夹层结构。E．A．Fl

6、ores．Johnson等一对PEI泡沫塑料进行静态压痕2PE1泡沫塑料的制备试验，观察PEI泡沫塑料被压头压陷的撕裂行为并建立模PEI的为210～215oC，熔融温度为349～427oC，由于型，得到了平面压头完全陷入PEI泡沫塑料后压头和PEI泡其较高，需要在接近400~C的温度下进行加工。常用的发沫塑料之间单位面积摩擦力(P)及PEI泡沫塑料的撕裂能泡剂大部分在远低于PEI的时就已经分解，如化学发泡(，)，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、收稿日期：2010—09—12何祯，等：聚醚酰亚胺泡沫塑料的研究进展85剂戊烷在此温度下具有爆炸性，典型的高温发泡剂如

7、5一苯基单丝和片状PEI试样。因为在气体渗透和发泡两个阶段，从四氮唑(CHN)，分解后产生芳香胺，具有毒性⋯。试样表面到内部都会有浓度梯度，如果试样尺寸过大，会造因为适用于PEI的加工温度并且能保证不降低PEI的成泡孔尺寸和分布的不均匀。热性能的化学发泡剂较少，现在大都推荐使用物理发泡剂，2．2熔融挤出发泡如水、二氧化碳、氮气等，但是惰性气体的加入需要有较昂贵熔融挤出发泡是一种高效的发泡方法，其生产效率高并的