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聚酰亚胺薄膜的研究进展

2015/2/22 11:11:05      点击:

聚酰亚胺薄膜
近年来,由于航空、航天以及空间技术的快速发展,有机耐高温胶黏剂得到了越来越广泛的应用。随着运载火箭、洲际导弹和航天飞机等空间运载工具朝着质量轻、可靠性好、寿命长和能耗低的方向发展,以钛合金或碳纤维复合材料等制造的蜂窝结构件得到了越来越广泛的应用。这种结构设计对有机耐高温胶黏剂提出了更高的要求。在高速飞行中,蜂窝结构件的外表面局部温度高达260~316℃,而蜂窝结构的内部温度也高达200~260℃。

      一般来说,胶黏剂按其物理形态,可以分为溶液状、膏糊状、胶膜状等等。其中胶膜状胶黏剂具有厚度均匀,施胶量准确,施工工艺简便,可用于大面积粘接等优点,尤其是对于蜂窝夹层结构的粘接,具有其他几种粘接形态所无可比拟的优势。在现有的耐高温胶膜中,应用较为广泛的是改性环氧胶膜,一般使用温度不超过200℃,从而限制了其在航空航天飞行器上的进一步应用。为了提高耐温等级, 自上世纪70年代起,以美国国家航空航天局(NASA) Langley研究中心、杜邦公司以及美国休斯飞机公司(Hughe sAirc raft Company)为首的多家研究机构和企业对耐热等级更高的聚酰亚胺胶膜进行了大量的研究,先后开发了LARC - 13、PEP I - 5、LARC - TP I、P ISO2等一系列综合性能优异的聚酰亚胺胶膜,并已在航空、航天及微电子工业等领域中得到了广泛的应用。

      聚酰亚胺薄膜是主链上含有酰亚胺环的一类化学结构高度规整的刚性链聚合物,是较早用于耐高温胶黏剂的杂环高分子基体树脂,一般由芳香二胺和芳香二酐通过缩合聚合反应得到。聚酰亚胺薄膜具有优异的耐热性和成膜性,以及良好的力学性能、电性能、光学性能、耐辐照和耐溶剂性等,可粘接复合材料以及不锈钢、铝合金、钛合金等金属材料。聚酰亚胺胶膜可分为热固性聚酰亚胺薄膜和热塑性聚酰亚胺薄膜两大类。

      聚酰亚胺作为一种优异的耐高温胶膜材料已在航空航天飞行器制造中得到应用,但是目前聚酰亚胺胶膜的耐热等级还有待于进一步提升,此外,改善聚酰亚胺胶膜的加工工艺性能,以及在不牺牲材料耐热性的前提下进一步改善其韧性,使其能够能更好地抵抗剥离力,以提高胶接制件的稳定性和可靠性是今后需要探索的课题。