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2020/2/18 15:33:23
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住友化學新開發(fā)新型環(huán)氧樹脂
住友化學新開發(fā)兩種用于航空航天碳纖維增強復合材料的新型環(huán)氧樹脂。航空航天工業(yè)一直在尋找堅硬、結(jié)實、輕便的材料，以應(yīng)對溫度的快速變化，廣泛的化學物質(zhì)接觸環(huán)境，同時該材料還要具有出色抗疲勞性的長使用壽命。得益于復合材料密集型飛機——例如2011年波音公司的787 Dreamliner和2015年空客SE的A350 XWB的推出，由于復合材料具有減輕重量，降低重量的能力，在商用飛機上使用復合材料能大大減少油耗和維護，提高耐腐蝕和抗疲勞性。為了更好地為美國航空/航天領(lǐng)域的客戶提供支持，住友化學開發(fā)了兩種新級別的粘度更高的環(huán)氧樹脂，以更易于加工，同時還開發(fā)了新級別的聚醚砜（PES）添加劑，以提高碳纖維增強的環(huán)氧復合材料的斷裂韌性和抗微裂紋性。
為了滿足航空工業(yè)對高性能和高生產(chǎn)率碳復合材料的需求，住友化學開發(fā)了兩種新級別的環(huán)氧樹脂，用于預(yù)浸料生產(chǎn)。與標準航空航天等級–Sumi-Epoxy ELM 434的粘度為11,900 mPa-s –新型-434L的粘度為8,200 mPa-s，新型434VL的粘度為5,100 mPa-s。住友還提供兩種高溫等級（Sumi-Epoxy ELM-100和100H），它們的Tg均為260°C，而ELM-434的標準溫度為230°C。
住友還擴大了其用于環(huán)氧樹脂復合材料的SumikaExcel PES微米粉體增韌劑的供應(yīng)范圍。除了其標準等級的SumikaExcel 5003P外，還引入了新的較低分子量2603P等級。標準5003P牌號的粘度為0.52 dl / g，而新的2603P牌號的粘度比為0.26（均在25°C下在 1％PES的N溶液中 中測得， N-二甲基甲酰胺（DMF））。 5003P的分子量（Mw）為42,000，而2603P的分子量為16,000。此外，用差示掃描量熱儀測得的5003P的Tg為227°C，而2603P的Tg為220°C。新的2603P牌號還具有比標準牌號更多的末端-OH基團（每100單位4.5對1.1）。
SumikaExcel 2603P是一種低粘度的PES添加劑，對航空航天復合材料有利，在環(huán)氧/ PES基體組合中，即使在低調(diào)壓比下，其粘度也高度依賴于PES的分子量。盡管原始的SumikaExcel 5003P添加劑可以有效地改善環(huán)氧復合材料的斷裂韌性，但由于混合樹脂體系的高粘度，配方設(shè)計師并不總是能很容易地添加所需數(shù)量的添加劑，尤其是在預(yù)浸料生產(chǎn)過程中。通過選擇使用較低粘度的2603P等級，配方設(shè)計師現(xiàn)在可以增加PES與環(huán)氧樹脂的比例，從而進一步提高最終復合材料的韌性?；蛘撸浞皆O(shè)計師也可以增加其他聚合物和添加劑，以進一步改變復合材料的功能特性。另一個選擇是，配方設(shè)計師可以選擇一種新的較低粘度的Sumi-Epoxy等級，而不是使用較低分子量的PES來降低組合聚合物基質(zhì)的粘度。
環(huán)氧樹脂是熱固性聚合物，以其耐熱和耐化學性，電阻率和高機械性能而著稱-特別是當用碳纖維，芳綸，硼或玻璃纖維增強時。通過礦物填料，增強纖維，增粘劑，降粘劑，粘度增稠劑，著色劑，促進劑，增塑劑，共反應(yīng)劑等可輕松改性，可配制環(huán)氧樹脂可以提供廣泛的性能，使其可用于廣泛的行業(yè)-從高性能涂料，結(jié)構(gòu)粘合劑到形成塑料和復合材料零件的工具，用于風能，汽車，船舶和航空/航天工業(yè)的結(jié)構(gòu)復合物，以及電子組件（從電路板到半用于變壓器和電感器的導體密封劑和灌封料）。
PES是一種琥珀色透明的無定形工程熱塑性塑料，該材料有以下優(yōu)點：高溫性能，高強度和抗沖擊性，在高溫和高負荷下的抗蠕變性，非常好的尺寸穩(wěn)定性，在寬溫度范圍下的線性熱膨脹系數(shù)（CLTE）低，固有阻燃性，低煙，除氣最少，良好和廣泛的耐化學性以及耐熱水性。它以粒狀形式用于注塑，擠出和薄膜工藝，以粉末形式用于流延薄膜，過濾膜，以及作為環(huán)氧基復合材料，高溫涂料/涂料和粘合劑的添加劑。 PES材料用于航空航天，汽車，電氣/電子，醫(yī)療設(shè)備和食品處理行業(yè)。
當被磨成微米粉時，PES被證明是一種非常有效的添加劑，可以增強環(huán)氧復合材料的斷裂韌性和抗微裂紋性，無論是預(yù)浸料形式還是樹脂傳遞模塑（RTM）的聚合物。它可在較寬的溫度范圍內(nèi)提供這些性能，而不會負面影響尺寸穩(wěn)定性，火焰/煙熏/毒性（FST），抗蠕變性，模量，沖擊強度或屈服強度。具有羥基（-OH）端基的特定PES等級作為環(huán)氧復合材料的功能添加劑，可與環(huán)氧基質(zhì)上的縮水甘油基反應(yīng)形成交聯(lián)的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN）。即使該添加劑通常以2-12 wt％的下降率使用，它也為IPN增加了更大的柔韌性，進而提高了環(huán)氧復合材料的韌性。PES通常具有225-230°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），高于平均120-200°C的航空級環(huán)氧樹脂的溫度。由于PES添加劑還具有良好的剛度和強度，因此可以提高抗沖擊性和抗裂性，而不會影響其他熱機械性能。在航空航天應(yīng)用中尤其重要，它可以在不影響FST或模制并保持非常嚴格的公差的情況下完成所有這些工作。盡管它最常與高性能碳纖維增強的環(huán)氧復合材料一起使用，但對玻璃，芳綸或玄武巖增強的環(huán)氧樹脂也同樣有效。
住友化學可以定制其環(huán)氧和PES等級（甚至提供環(huán)氧等級的PES添加劑），以滿足客戶對可加工性和功能性的特定要求。
