苯并惡嗪樹(shù)脂較酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂等更具特點(diǎn)。其性能具有綜合優(yōu)勢(shì)，既可作承力結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的樹(shù)脂基體，又可用以制備功能復(fù)合材料，發(fā)揮其固有的某些特質(zhì)。鑒于其優(yōu)異的物理力學(xué)性能和工藝性能，特有的材料功能和原材料的低成本化，在航空航天復(fù)合材料中有廣闊的應(yīng)用前景。

　　

　　

　　

　　圖片來(lái)源：科宜高分子

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂的性能

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂是在傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一類新型熱固性樹(shù)脂，在保持傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂優(yōu)良的阻燃性能、耐熱性能、電絕緣性能、 良好的硬度和較低的價(jià)格基礎(chǔ)上，能顯著改善和提高酚醛樹(shù)脂的諸多性能。相較傳統(tǒng)的酚醛樹(shù)脂，苯并惡嗪樹(shù)脂具有固化后體積收縮接近于零、吸水率低、無(wú)需強(qiáng)酸強(qiáng)堿固化劑、固化時(shí)不釋放小分子、單體與前軀體結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)空間大等優(yōu)點(diǎn)。

　　

　　

　　

　　表2 苯并惡嗪樹(shù)脂典型物理力學(xué)性能與其他樹(shù)脂的比較

　　

　

　　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂在航空航天復(fù)合材料領(lǐng)域應(yīng)用

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂較目前廣泛使用的環(huán)氧、酚醛、雙馬來(lái)酰亞胺等樹(shù)脂有其綜合性能突出的潛力，在宇航復(fù)合材料中可以派到多種用場(chǎng)，有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。作為樹(shù)脂基體，制備主承力和次承力結(jié)構(gòu)復(fù)合材料用預(yù)浸料和RTM用灌注樹(shù)脂，復(fù)合材料成型用模具預(yù)浸料，以及航空航天復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)膠粘劑。另外用于飛機(jī)艙內(nèi)阻燃材料，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等防熱抗燒蝕材料等。

　　

　　1. 用作結(jié)構(gòu)復(fù)合材料預(yù)浸料樹(shù)脂基體

　　

　　

　　

　　碳纖維增強(qiáng)苯并惡嗪樹(shù)脂預(yù)浸料

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂兼有與雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂相近的耐熱性，與環(huán)氧相似的抗損傷性能及工藝性能，加上自身固有的高熱/濕性能帶來(lái)較高的工作溫度，固化過(guò)程接近零收縮，突出的室溫儲(chǔ)存和運(yùn)輸性能，綜合性能優(yōu)，性價(jià)比高，對(duì)航空航天復(fù)合材料有很大吸引力，使其成為未來(lái)航空航天復(fù)合材料樹(shù)脂基體的必然選擇。

　　

　　2. 用作機(jī)艙阻燃材料

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂不含游離醛和游離酚，無(wú)揮發(fā)物，其復(fù)合材料可達(dá)到最新的環(huán)保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如空中客車公司的AP 2091標(biāo)準(zhǔn)，并符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)JAR/聯(lián)邦航空公司標(biāo)準(zhǔn)FAR防火、防煙和防毒規(guī)定，同時(shí)具有優(yōu)良的力學(xué)性能，能形成理想的無(wú)空隙的復(fù)合材料表面，加上材料阻燃特性和有競(jìng)爭(zhēng)力的材料成本，使苯并惡嗪復(fù)合材料成為飛機(jī)內(nèi)飾件的最佳選擇，據(jù)稱可以代替酚醛樹(shù)脂。

　　

　　3. 用作模具復(fù)合材料

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂Tg超過(guò)250 ℃，耐熱性能好，作為模具復(fù)合材料在高溫下具有長(zhǎng)的模具壽命，可以在200 ℃連續(xù)工作，而不需頻繁的更換模具或進(jìn)行模具維修。苯并惡嗪樹(shù)脂固化前后體積收縮很小，甚至零收縮，膨脹系數(shù)小，沒(méi)有明顯的體積效應(yīng)，作為模具材料有利于保持復(fù)合材料制件嚴(yán)格的尺寸公差，減少固化后的加工，節(jié)省了原料，減少了后加工時(shí)間，降低了成本；固化過(guò)程放熱量低，也是苯并惡嗪樹(shù)脂用作模具復(fù)合材料的一大優(yōu)點(diǎn)，這樣厚、薄不均或質(zhì)量大和厚度大的模具均可制造，不需做任何特殊處理，無(wú)固

　　

　　化過(guò)程中不易散熱和發(fā)生爆聚的問(wèn)題。

　　

　　4. 用作膠粘劑

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂耐熱性能好，固化收縮幾乎為零，熱/濕性能優(yōu)。并且與環(huán)氧、雙馬來(lái)酰亞胺、酚醛等熱固性樹(shù)脂以及大多數(shù)工程熱塑性樹(shù)脂相容好，是高溫結(jié)構(gòu)膠粘劑的選材對(duì)象。以聯(lián)苯型雙鄰苯二甲腈苯并惡嗪BZ-B作為膠粘劑，耐熱性優(yōu)，氮?dú)庵匈|(zhì)量熱失重5%的溫度在478 ℃。對(duì)不同鋁合金試片的粘接性能試驗(yàn)表明，拉斷表面破壞屬于內(nèi)聚破壞。以雙酚A型苯并二惡嗪樹(shù)脂為主體的改性苯并惡嗪樹(shù)脂BA-a拉伸剪切強(qiáng)度24.8 MPa， 160 ℃時(shí)凝膠時(shí)間150 min，具有良好的高溫粘接劑的潛能。

　　

　　5. 用作燒蝕材料

　　

　　在熱防護(hù)材料領(lǐng)域，酚醛樹(shù)脂無(wú)疑是最早而且至今仍大量使用的燒蝕復(fù)合材料基體。對(duì)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)彈、空間飛行器等高技術(shù)系統(tǒng)，酚醛樹(shù)脂作為耐燒蝕材料是比較適合的選擇，因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜，燒蝕性能符合使用要求。苯并惡嗪樹(shù)脂通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合固化，形成類似酚醛樹(shù)脂的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此苯并惡嗪也稱開(kāi)環(huán)聚合的酚醛樹(shù)脂，自然具有和酚醛樹(shù)脂類似的燒蝕性能。其原材料方便易得，成本低廉，固化物耐熱性、耐腐蝕性和絕緣性能都很好，且克服了傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂的缺點(diǎn)，主要是燒蝕后殘?zhí)柯实陀?0%，經(jīng)改性后雖然殘?zhí)柯侍岣撸捎诜肿咏Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，聚合過(guò)程中釋放小分子化合物，限制了在燒蝕領(lǐng)域的應(yīng)用。苯并惡嗪樹(shù)脂開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)不放出小分子物質(zhì)，燒蝕成炭率高，具有明顯的加工成型優(yōu)勢(shì)。

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂未來(lái)發(fā)展

　　

　　苯并惡嗪樹(shù)脂具有優(yōu)異的綜合性能，其復(fù)合材料已開(kāi)始在宇航工業(yè)嶄露頭角，受到業(yè)內(nèi)技術(shù)人員的廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜆?shù)脂材料。但是，這類樹(shù)脂畢竟開(kāi)發(fā)時(shí)間還不長(zhǎng)，還沒(méi)有達(dá)到環(huán)氧、酚醛、雙馬來(lái)酰亞胺等樹(shù)脂那樣的成熟期，在一些方面還存在一定的局限性，尚需要繼續(xù)研究、改進(jìn)和發(fā)展。