双马来酰亚胺
树脂体系
双马来酰亚胺(Bismaleimide,简称BMI)是由聚酰亚胺树脂体系派生的另一类树脂体系,是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物,有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性,可用与环氧树脂类同的一般方法进行加工成型,克服了环氧树脂耐热性相对较低的缺点。
简介
双马来酰亚胺树脂(BMI)以其优异的耐热性电绝缘性、透波性、耐辐射、阻燃性,良好的力学性能尺寸稳定性成型工艺类似于环氧树脂等特点,被广泛应用于航空、航天、机械、电子等工业领域中,先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
理化性质
熔 点:155-159℃
沸 点:584.9°Cat760mmHg
折 射 率:1.689
闪 光 点:278.3°C
密 度:1.43g/cm3
水 溶 性:Insoluble (Ibsoluble in toluene, soluble in DMF, THF)
蒸汽压:1.15E-13mmHg at 25°C
外 观:黄色晶体
主要性能
耐热性
BMI由于含有苯环酰亚胺杂环及交联密度较高而使其固化物具有优良的耐热性,其Tg一般大于250℃,使用温度范围为177℃~232℃左右。脂肪族BMI中乙二胺是最稳定的,随着亚甲基数目的增多起始热分解温度(Td)将下降。芳香族BMI的Td一般都高于脂肪族BMI,其中2,4.二氨基苯类的Td高于其他种类。另外,Td与交联密度有着密切的关系,在一定范围内Td随着交联密度的增大而升高。
溶解性
常用的BMI单体能溶于有机试剂丙酮氯仿中,而且能溶于二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等强极性、毒性大、价格高的溶剂中。这是由于BMI的分子极性以及结构的对称性所决定的。
力学性能
BMI树脂的固化反应属于加成型聚合反应,成型过程中无低分子副产物放出,且容易控制。固化物结构致密,缺陷少,因而BMI具有较高的强度和模量。但是由于固化物的交联密度高、分子链刚性强而使BMl呈现出极大的脆性,它表现在抗冲击强度差、断裂伸长率小、断裂韧性G1c低(<5J/m2)。而韧性差正是阻碍BMI适应高技术要求、扩大新应用领域的重大障碍,所以如何提高韧性就成为决定BMI应用及发展的技术关键之一。此外,BMI还具有优良的电性能、耐化学性能及耐辐射等性能。
合成方法
BMI的合成方法按照脱水工艺条件不同可分为乙酸酐脱水法、热脱水闭环法和共沸蒸馏脱水法三种。
乙酸酐脱水法
乙酸酐脱水法是二元胺与马来酰亚胺MA)在溶剂中反应首先生成中间体酰胺酸(BMIA);然后以乙酸酐为脱水剂乙酸盐乙酸钠乙酸锌等)作为催化剂,酰胺酸经脱水环化生成双马来酰亚胺(BMI)。按照所用溶剂不同可分为DMF(N,N’一二甲基甲酰胺)法和丙酮法。
采用DMF法的优点是中间产物BMIA可溶于DMF中,使反应体系始终处于均相,从而有利于反应顺利进行,并且反应产率相对较高;其缺点是溶剂毒性较大、生产成本较高且产品质量相对较差。
丙酮法的优点是副反应少、溶剂价格低廉且毒性低,缺点是BMIA从溶剂中呈固体析出、反应不均匀溶剂用量大且回收率较低。
热脱水闭环法
热脱水闭环法是20世纪90年代初开发出来的一种BMI合成法(主要以甲苯二氯乙烷DMF混合溶剂对甲苯磺酸钠脱水剂,在较高温度下进行脱水环化得到BMI)。此法优点是反应体系始终处于均相、产率高、三废少且成本低,其缺点是脱水时间较长。
共沸蒸馏脱水法
共沸蒸馏脱水法(即甲苯法)是以甲苯为主溶剂,经脱水环化后形成BMI。甲苯与水虽互不相溶,但两者能形成共沸物,在反应过程中闭环生成的水可通过蒸馏法去除。该法的优点是蒸出的溶剂经分离回收后可重复利用,而且水不断蒸出的同时既加快了热闭环反应的进度、减少了三废,又提高了生产效率和降低了成本;其缺点是反应体系不均匀。
参考资料
双马来酰亚胺.中国化工企业联盟.
最新修订时间:2023-12-10 04:42
目录
概述
简介
理化性质
参考资料