本发明专利技术涉及具有双官能和混合官能封端基的聚酰亚胺的纳米改性骨架。本发明专利技术提供了一种聚酰亚胺，其包含具有至少一种纳米颗粒成分的骨架并由具有封端基的低聚物制成，其中所述封端基可以是双官能的或者双官能和单官能的混合物。所述封端基可以是纳迪克或苯乙炔基。所述骨架可以是全部无机的或由无机和有机基团的混合物制成。所述低聚物可以利用使用溶剂的标准单体反应物聚合化学原位形成，或者可作为可为固体或液体的预酰亚胺化化合物提供。据信聚合物骨架的纳米颗粒成分相比于未改性的有机骨架提供了优异的热氧化稳定性。还据信提供双官能或者双官能和单官能混合的封端基使交联增加，从而相比于聚酰亚胺的完全单官能封端低聚物提供了改善的强度和刚度。纳米颗粒是聚合物的骨架的一部分，而非仅仅是侧基。
【技术实现步骤摘要】
本文中所述的实施主要涉及具有纳米改性骨架的聚酰亚胺低聚物，更特别是涉及 具有包含官能封端基的纳米改性骨架的聚酰亚胺低聚物、包含具有纳米改性骨架的聚酰亚 胺低聚物的树脂体系、由其形成的复合材料以及其使用方法。
技术介绍
-般仅少数当今常用于纤维增强复合材料的热固性树脂可用于高温应用（例如， 航空航天应用）。这些高温热固性树脂在许多应用中是不合需要的，因为它们通常形成具有 相对较低的热稳定性的脆性复合材料。 近来，化学家已试图针对适用于高温应用的高性能、高温的先进复合材料合成低 聚物。这些复合材料应展现耐溶剂性，坚硬、耐冲击并牢固，而且容易加工。特别期望具有 热氧化稳定性的低聚物和复合材料。 酰亚胺和许多其他树脂骨架显示出惊人的高玻璃化转变温度、合理的加工参数以 及对于高性能高温复合材料期望的物理性质。然而，典型的聚酰亚易受热氧化老化的影响， 所述热氧化老化降低其长期强度和刚度。此外，高温聚合物-基体复合材料的大多数配方 具有单官能封端基，其限制了可达到的交联程度。 因此，本领域对于具有高热氧化稳定性与改善的交联的聚酰亚胺低聚物以及由其 形成的复合材料存在需求。
技术实现思路
本文中所述的实施主要涉及具有纳米改性骨架的聚酰亚胺低聚物，更特别是涉及 具有包含官能封端基的纳米改性骨架的聚酰亚胺低聚物、包含具有纳米改性骨架的聚酰亚 胺低聚物的树脂体系、由其形成的复合材料以及其使用方法。 根据本文中所述的一种实施，提供了一种树脂体系。所述树脂体系包含具有下式 的第一封端低聚物： Y1-A-Y1, 其中： i = 1 或 2 ; Y是纳迪克或二纳迪克官能封端基；并且 A是化学骨架，其中所述化学骨架包含一种或多种纳米颗粒。 所述树脂体系还包含具有下式的第二封端低聚物： Di-Q-Di, 其中： i = 1 或 2 ; D是纳迪克或二纳迪克官能封端基；并且 Q是烃骨架。 在本文中所述的另一种实施中，提供了一种聚酰亚胺低聚物。所述聚酰亚胺低聚 物具有下式： Y1-A-Y1, 其中： i = 1 或 2 ; Y是纳迪克或二纳迪克官能封端基；并且 A是化学骨架，其中所述化学骨架包含一种或多种纳米颗粒。所述聚酰亚胺低聚物 可包含在树脂体系中，所述树脂体系还包含与包含纳米颗粒的化学骨架A不同的至少一种 纳迪克或二纳迪克封端化学骨架。 在另一种实施中，提供了一种聚酰亚胺低聚物，其包含至少一种纳迪克或二纳迪 克胺官能封端单体和至少一种化学骨架，其中所述化学骨架包含一种或多种纳米颗粒。 在另一种实施中，提供了一种树脂体系。所述树脂体系包含至少一种纳迪克或二 纳迪克封端化学骨架（其中所述化学骨架包含纳米颗粒）和与包含纳米颗粒的所述化学骨 架不同的至少一种纳迪克或二纳迪克封端化学骨架。所述至少一种纳迪克或二纳迪克封端 的包含纳米颗粒的化学骨架可包含至少一种纳迪克或二纳迪克封端的化学骨架，其中该化 学骨架具有并入所述化学骨架中的纳米颗粒和至少一种纳迪克或二纳迪克封端纳米颗粒。 在另一种实施中，提供了一种树脂体系。所述树脂体系包含以下物质的反应产物： 拥有酸酐或胺官能的一种或多种纳米颗粒；拥有酸酐或胺官能的至少一种的纳迪克和二纳 迪克封端单体；以及拥有酸酐或胺官能的一种或多种低聚物骨架，使得所述树脂体系可以 原位反应形成封端的酰亚胺低聚物，其随后可以反应形成聚酰亚胺。 在另一种实施中，提供了一种树脂体系。所述树脂体系包含具有下式的第一封端 低聚物： Y1-A-Y1, 其中： i = 1 或 2 ; Y是苯乙炔基或二苯乙炔基官能封端基；并且 A是化学骨架，其中所述化学骨架包含一种或多种纳米颗粒。 所述树脂体系还包含具有下式的第二封端低聚物： D1-Q-D1, 其中： i = 1 或 2 ; D是苯乙炔基或二苯乙炔基官能封端基；并且 Q是烃骨架。 在另一种实施中，提供了一种聚酰亚胺低聚物。所述聚酰亚胺低聚物具有下式： Y1-A-Y1, 其中： i = 1 或 2 ; Y是二苯乙炔基官能封端基；并且 A是化学骨架，其中所述化学骨架包含一种或多种纳米颗粒。 已经讨论的特征、官能和优点可以在各种实施中独立地实现，或者在另一些实施 种可以合并，其进一步的细节可以参照以下描述和附图而看出。【具体实施方式】 以下公开内容描述了具有纳米改性骨架的聚酰亚胺低聚物，更特别是描述了具有 包含官能封端基的纳米改性骨架的聚酰亚胺低聚物、包含具有纳米改性骨架的聚酰亚胺低 聚物的树脂体系、由其形成的复合材料以及其使用方法。某些细节在以下描述中阐述以便 提供对本公开内容的各种实施的透彻理解。在以下公开内容中并未阐述描述常常与聚酰亚 胺低聚物、树脂体系及由其形成的复合材料相关的公知细节的其他细节，以避免不必要地 混淆各种实施的描述。 本文中详细限定了不同的方面、实施和特征。如此限定的各个方面、实施或特征可 与任何其他方面、实施或特征（优选地、有利地或以其他方式）组合，除非明确地相反指出。 如本文使用的术语"取代基"、"基"、"基团"、"部分"和"片段"可互换地使用。 如本文使用的符号"H"表示单个氢原子，并且可与符号"-H"互换地使用。"H"可 连接至例如氧原子形成"羟基"基团（即，-OH)，或者两个"H"原子可连接至碳原子形成"亚 甲基"（-CH 2-)基团。 术语"羟基"和"羟"可互换地使用。 如果取代基被描述为"可选地取代"，则取代基既可以（1)不取代，也可以（2)在可 取代的位置上取代。如果可取代的位置未取代，则默认的取代基是H。 单数形式"a"和"an"可包括复数指代，除非上下文另有明确规定。 取代基中碳原子的数量可由前缀"CAB"表明，其中A是取代基中碳原子的最小数 量，而B是取代基中碳原子的最大数量。 如本文使用的术语"卤素"是指氟（-F)、氯（-F)、溴（-Br)或碘（-1)。 如本文使用的术语"烷基"包括含有1~约15个碳原子的直链或支化无环烷基基 团。在一些实施方式中，烷基是C 11。烷基、C16烷基或C13烷基基团。烷基的实例包括但不 限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基和戊烷-3-基)等。 如本文使用的术语"低级烷基"是指含有1~6个碳原子的烷基，并且可以是直链 或支化的，例如甲基、乙基、正丁基、异丁基、叔丁基。"低级烯基"是指具有至少一个碳碳双 键的2~6个碳原子的低级烷基。 如本文使用的术语"炔基"是指具有至少一个三键的不饱和无环烃基。此种炔基 基团含有2~约15个碳原子。炔基的非限制性实例包括乙炔基、丙炔基和炔丙基。 如本文使用的术语"羟烷基"包括取代有一个或多个羟基基团的烷基。羟烷基包 括，例如，一羟烷基、二羟烷基和三羟烷基。羟烷基的更具体的实例包括羟甲基、羟乙基和羟 丙基（例如，2-羟基丙烷-2-基）。 如本文使用的术语"卤烷基"包括取代有一个或多个卤素基团的烷基。卤烷基的 实例包括一卤烷基、二卤烷基和三卤烷基。一卤烷基，例如，可具有溴、氯、氟或碘原子。二 卤基团，例如，可具有两个相同的卤素基团或不同的卤素基团的组合。三卤烷基可具有三个 相同的卤素基团或不同的卤素基团的组合。卤烷基的非限制性实例包括氟甲基、二氟甲基、 三氟甲基（或CF 3)、二氟乙基、三氟乙基、二氟丙基、四氟乙基、五氟乙基、七本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种树脂体系，其包含具有下式的第一封端低聚物：Yi‑A‑Yi，其中：i＝1或2；Y是纳迪克或二纳迪克官能封端基；并且A是化学骨架，其中所述化学骨架包含一种或多种纳米颗粒；和具有下式的第二封端低聚物：Di‑Q‑Di，其中：i＝1或2；D是纳迪克或二纳迪克官能封端基；并且Q是烃骨架。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·K·特索特西斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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