一种含苯并咪唑结构聚酰亚胺模塑粉的制备及共混改性研究

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聚酰亚胺(PI)因其拥有高热稳定性,而在微电子工业中具有独特的魅力,他拥有高玻璃化转变温度(Tg)、低介电常数、高电阻率、高击穿电场、耐溶剂、耐辐射性、易于加工等优秀的性能。聚酰亚胺模塑粉主要用于模压成型制备模压零件。由于该材料具有良好的机械性能和耐热性、耐腐蚀性、绝缘性等,受到人们的高度重视,其制品广泛应用于机械、化工、电气、核电工业、航天器等领域的耐高温零件以及印制电路材料等。然而大多数具有环状结构的聚酰亚胺不溶、不熔,模压成型条件高,模压制品的韧性差,使其应用范围受到了限制。因此对聚酰亚胺进行共混改性,对改善模压材料的性能具有重要意义。聚醚醚酮(PEEK)采用4,4’-二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钾或碳酸钠为原料,以苯酚为溶剂缩聚而成。聚醚醚酮树脂简称PEEK,是一种半结晶性树脂,具有耐高温、自润滑、高机械强度和容易加工等特点,是一种性能优异的特种工程塑料。虽然聚醚醚酮拥有比较高的热分解起始温度(约达到500℃以上)但是由于其玻璃化转变温度较低(143℃),所以当温度达到玻璃化转变温度以上时,树脂的模量就会大幅度的降低,影响使用。所以考虑将PEEK与PI共混,期望可以改善PI的加工性能和PEEK的热性能,并且两种材料的优良性能不会受到很大的影响。本文使用2-(3-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑与3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐,通过无规共聚反应,得到的一种PI,通过热分析证明了所合成的PI树脂具有较高的玻璃化转变温度(350℃)。具有良好的耐热分解性能,但是熔融黏度较高,不易于加工成型。设计让这种热性能优异的PI与PEEK共混,对PEEK树脂的耐热性能进行改性,并且PEEK具有良好的熔融黏度,易于加工,这一点也能对这种PI的流变性能进行改性。将两种树脂用双螺杆熔融挤出共混,并且用注射的方法得到几种不同组分的共混树脂作为测试样品。对这种共混树脂进行示差扫描量热分析(DSC)测试和(DMA),表明两种树脂非相容体系,热重分析(TGA)说明虽然PEEK的热分解温度稍有下降,但是仍然具有非常优异的耐热分解性能。在与PEEK共混前,PI模塑粉不易于制成样片与样条,共混后熔融流动性有所提高,可以达到注射成型的要求。说明共混改进了PI的机械加工性能。同时,PEEK和PI的热性能都没有明显降低。说明共混树脂确实对改性单一树脂的性能有一定的积极意义。
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