均苯四甲酸二酐(PMDA),4,4-二氨基二苯醚(ODA)四氫呋喃(THF);甲醛,環(huán)氧樹脂,E-51,環(huán)氧值0.48~0.54。聚酰胺酸(PAA)的合成 PAA是在水浴溫度為18~22℃的四頸瓶中,配置有機(jī)械攪拌下合成的。首先往瓶中加入質(zhì)量比為4:1的四氫呋喃/甲醛混合溶劑,在氮?dú)獗Wo(hù)下,加入 一定量的ODA,攪拌至完全溶解,再加入PMDA,發(fā)現(xiàn)溶液由澄清逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿辄S色渾濁,繼續(xù)攪拌至均一的凝乳黏稠物,取出后放至冰箱中待用。在機(jī)械攪拌下,將PAA與E-51以一定的比例相互共混,然后放置通風(fēng)櫥中揮發(fā)部分溶劑后涂試條。
主要影響因素:PAA的合成 在PAA的合成中,PMDA:ODA(摩爾比)必須控制在(1.020~1.015):1范圍內(nèi),否則黏度嚴(yán)重下降,并有分層甚至沉淀。由于ODA較活潑,PMDA稍過量1.5%~2%來封端以控制分子量的穩(wěn)定。為了確保ODA全部溶解,反應(yīng)充分且不使PAA降解,必須控制水溫在18~22℃。在PMDA:ODA(摩爾比)為1.02:1基礎(chǔ)上將ODA的量提高到PAA:溶劑(質(zhì)量比)超過1:9時(shí)便不能完全溶解,決定采用1:9配比。宜把PMDA分批加入ODA中,并適當(dāng)延長加料時(shí)間,以獲得高黏度產(chǎn)物。壓力對(duì)膠黏劑強(qiáng)度的影響 對(duì)于溶劑型膠黏劑,一般都是通過加溫加壓來促使溶劑的排除。當(dāng)壓力為零時(shí)斷裂表面為蓬松的多孔狀支架結(jié)構(gòu),是溶劑揮發(fā)時(shí)形成的應(yīng)力缺陷,破壞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。當(dāng)壓力適中時(shí),消除了氣孔,膠層致密,真正體現(xiàn)膠的強(qiáng)度。壓力過大反而迫使大部分膠溢出,膠層厚度不夠,強(qiáng)度變小。溫度對(duì)膠黏劑強(qiáng)度的影響 固化反應(yīng)在PAA量很小(小于30%)時(shí)以環(huán)氧固化為主,隨著PAA含量的提高,酰亞胺化逐步起作用,強(qiáng)度減??;PAA含量太大,酰亞胺化起主要作用,強(qiáng)度下降很快。溫度高利于提高PAA活性、環(huán)氧固化充分,強(qiáng)度大。兩階段加熱的曲線下降最緩,說明協(xié)同作用明顯,強(qiáng)度保持得好。因?yàn)閴簷C(jī)是從低溫慢慢升溫的,一次性高溫固化對(duì)第一區(qū)域無大影響,但大量的高活性PAA很易酰亞胺化,穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)阻礙PAA與E-51的繼續(xù)反應(yīng),縮短了網(wǎng)絡(luò)的可形成區(qū)域。PAA溶液黏度對(duì)膠黏劑強(qiáng)度的影響 在協(xié)同區(qū)域里,黏度適中的樣品體現(xiàn)出強(qiáng)度增大的效果。中等黏度的膠黏劑抗?jié)駸崂匣芰ψ罴选?/font>黏度小時(shí),PAA類似小分子的固化劑,活性高,易酰亞胺化形成較短PI的長鏈,不能與環(huán)氧樹脂形成大分子的類酯接枝結(jié)構(gòu),所以即無好的熱穩(wěn)定性,強(qiáng)速也不高。隨著黏度的提高,酰亞胺化與形成類酯結(jié)構(gòu)都能進(jìn)行,可以出現(xiàn)協(xié)同區(qū)域,前者保障熱穩(wěn)定性,后者提供強(qiáng)度。但黏度不能太大,否則PAA大分子活動(dòng)能力下降,與環(huán)氧的相容性及反應(yīng)能力變差,韌性不好,強(qiáng)度反而下降。膠黏劑組分的確定 當(dāng)EP/PAA(質(zhì)量比)值介于2:1和1:1時(shí),膠的綜合性能最好。這種配比的膠固化后膠層無明顯兩相結(jié)構(gòu)而似雙連續(xù)相結(jié)構(gòu),說明揮發(fā)物質(zhì)排除得很好,有利于提高強(qiáng)度。雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)利于分散應(yīng)力且能保持各相原有的性能。因此,這樣的膠既能保證環(huán)氧的高黏結(jié)性能,又能有PI的耐高溫性能。
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