[发明专利]一种原位自组装增韧改性双马来酰亚胺树脂的方法

说明书

本发明公开了一种原位自组装增韧改性双马来酰亚胺树脂的方法，属于热固性树脂技术领域。在双马来酰亚胺树脂交联网络中引入柔性侧链，利用柔性侧链自组装形成微相分离结构原位增韧改性双马来酰亚胺树脂。改性的双马来酰亚胺树脂体系包括：双马来酰亚胺组分，二烯丙基苯基化合物组分，活性稀释剂组分以及活性柔性链添加剂组分。其中，双马来酰亚胺用量为40％～65％，二烯丙基苯基化合物用量为25％～50％，活性稀释剂组分用量为5％～15％，活性柔性链添加剂组分用量为0.5％～5％，其总质量分数按100％计。本发明所述的一种原位自组装增韧改性双马来酰亚胺树脂的方法，能保持双马来酰亚胺树脂的耐热性能、热稳定性能以及工艺性能的同时，提高双马来酰亚胺树脂的机械性能和断裂韧性。

技术领域

本发明设计一种原位自组装增韧改性双马来酰亚胺树脂的方法，属于热固性树脂技术领域。

背景技术

双马来酰亚胺树脂是高性能热固性聚合物，其具有较高的玻璃化转变温度(一般≥230℃)，良好的耐湿热性能，电性能以及低可燃性，因此双马来酰亚胺树脂具有较为广泛的应用，特别是在航空航天领域应用的先进复合材料基体树脂、耐高温绝缘材料等。

高交联密度是双马来酰亚胺树脂固化物具有优异的高温性能的原因，但同时也是造成其固化物断裂韧性低、脆性高的原因。许多其他热固性材料(如多官度环氧树脂)也存在高交联密度的特点，但是双马来酰亚胺存在大量极性羰基，会促使聚合物链的有序堆叠，不利于能量耗散，导致较差的韧性。因此，国内外对双马来酰亚胺树脂的增韧改性进行了许多研究。

目前的增韧方法主要有：二元胺扩链增韧、烯丙基化合物共聚增韧、橡胶弹性体增韧、热塑性树脂共混增韧等。二元胺扩链增韧通过增加单体的分子量或两个官能团之间的距离来降低交联密度，能提高分子链自由度，提高材料的能量吸收能力，改善冲击性能，然而在本质上这种改性方法会降低聚合物的玻璃化转变温度和模量，这是极其不利的。烯丙基化合物共聚增韧双马来酰亚胺树脂是目前较为成功的增韧方法，其共聚物稳定、溶解性好、粘附性好、固化物耐热、耐湿热性能以及机械性能较好，因此现在得到的高韧性树脂体系的增韧方法一般是在双马来酰亚胺与烯丙基化合物共聚增韧的基础上，引入第二相橡胶或者热塑性树脂增韧。其中，橡胶弹性体增韧双马来酰亚胺树脂采用活性液体橡胶作为第二相，利用相分离形成的‘海岛结构’进行增韧，橡胶相能提高基体的屈服变形能力，但是对材料的耐热性和刚性产生极大的负面效果。热塑性树脂增韧双马来酰亚胺树，热塑性树脂的加入改变了双马来酰亚胺树的聚集态结构，形成了宏观上均匀而微观上相分离的结构。相分离结构能有效的引发银纹和剪切带，使材料能够发生较大的形变，起到增韧目的。另外，热塑性树脂一般都具有高模量、高玻璃化转变温度，能够在提高改性双马来酰亚胺树脂韧性的同时，保证其耐热性能以及刚性，但是要达到较好的增韧效果，需要添加较多的热塑性树脂(15％～30％)，由于热塑性树脂本身熔点较高、粘度高，导致改性树脂体系的粘度极高，加工工艺性差。

发明内容

本发明的目的是：提出一种原位自组装增韧改性双马来酰亚胺树脂的方法，通过在双马来酰亚胺树脂交联网络中引入柔性侧链，利用柔性侧链自组装形成微相分离结构原位增韧改性双马来酰亚胺树脂(如图1所示)。微相分离结构对基体树脂裂纹扩展具有阻碍和钝化作用，在材料在破坏前消耗更多的能量，使改性后的双马来酰亚胺树脂树脂韧性提高，机械性能提高。

本发明的技术方案是：本发明中，一种原位自组装增韧改性双马来酰亚胺树脂的方法，改性的双马来酰亚胺树脂体系包括双马来酰亚胺组分，二烯丙基苯基化合物组分，活性稀释剂组分以及活性柔性链添加剂组分。

所述的各组分的用量，双马来酰亚胺用量为40％～65％，二烯丙基苯基化合物用量为25％～50％，活性稀释剂组分用量为5％～15％，活性柔性链添加剂组分用量为0.5％～5％，其总质量分数按100％计。