关注·住友化学开发了两种用于航空航天的新型环氧树脂

本文摘要：（由ai生成）

住友化学开发了易于加工的PES级环氧树脂，以满足航空/航天对碳复合材料的需求。新型环氧树脂具有较低粘度，同时提供高温等级，而PES添加剂提高碳纤维增强环氧复合材料的断裂韧性和抗微裂纹性。PES微米粉体增韧剂有助于提高复合材料的韧性，同时保持尺寸稳定性和耐化学性。

易于加工的PES级环氧树脂是专门为满足航空/航天对碳复合材料不断增长的需求而开发的。

航空航天工业一直在寻找坚硬，结实，轻便的材料，以应对温度的快速变化，广泛的化学物质接触环境，同时该材料还要具有出色抗疲劳性的长使用寿命。得益于复合材料密集型飞机，例如2011年波音公司的787 Dreamliner和2015年空客SE的A350 XWB的推出，由于复合材料具有减轻重量，降低重量的能力，在商用飞机上使用复合材料能大大减少油耗和维护，提高耐腐蚀和抗疲劳性。为了更好地为美国航空/航天领域的客户提供支持，住友化学开发了两种新级别的粘度更高的环氧树脂，以更易于加工，同时还开发了新级别的聚醚砜（PES）添加剂，以提高碳纤维增强的环氧复合材料的断裂韧性和抗微裂纹性。

为了满足航空工业对高性能和高生产率碳复合材料的需求，住友化学开发了两种新级别的环氧树脂，用于预浸料生产。与标准航空航天等级–Sumi-Epoxy ELM 434的粘度为11,900 mPa-s –新型-434L的粘度为8,200 mPa-s，新型434VL的粘度为5,100 mPa-s。住友还提供两种高温等级（Sumi-Epoxy ELM-100和100H），它们的Tg均为260°C，而ELM-434的标准温度为230°C。

住友还扩大了其用于环氧树脂复合材料的SumikaExcel PES微米粉体增韧剂的供应范围。除了其标准等级的SumikaExcel 5003P外，还引入了新的较低分子量2603P等级。标准5003P牌号的粘度为0.52 dl / g，而新的2603P牌号的粘度比为0.26（均在25°C下在 1％PES的N溶液中 中测得， N-二甲基甲酰胺（DMF））。5003P的分子量（Mw）为42,000，而2603P的分子量为16,000。此外，用差示扫描量热仪测得的5003P的Tg为227°C，而2603P的Tg为220°C。新的2603P牌号还具有比标准牌号更多的末端-OH基团（每100单位4.5对1.1）。

SumikaExcel 2603P是一种低粘度的PES添加剂，对航空航天复合材料有利，在环氧/ PES基体组合中，即使在低调压比下，其粘度也高度依赖于PES的分子量。尽管原始的SumikaExcel 5003P添加剂可以有效地改善环氧复合材料的断裂韧性，但由于混合树脂体系的高粘度，配方设计师并不总是能很容易地添加所需数量的添加剂，尤其是在预浸料生产过程中。通过选择使用较低粘度的2603P等级，配方设计师现在可以增加PES与环氧树脂的比例，从而进一步提高最终复合材料的韧性。或者，配方设计师也可以增加其他聚合物和添加剂，以进一步改变复合材料的功能特性。另一个选择是，配方设计师可以选择一种新的较低粘度的Sumi-Epoxy等级，而不是使用较低分子量的PES来降低组合聚合物基质的粘度。

环氧树脂是热固性聚合物，以其耐热和耐化学性，电阻率和高机械性能而著称-特别是当用碳纤维，芳纶，硼或玻璃纤维增强时。通过矿物填料，增强纤维，增粘剂，降粘剂，粘度增稠剂，着色剂，促进剂，增塑剂，共反应剂等可轻松改性，可配制环氧树脂可以提供广泛的性能，使其可用于广泛的行业-从高性能涂料，结构粘合剂到形成塑料和复合材料零件的工具，用于风能，汽车，船舶和航空/航天工业的结构复合物，以及电子组件（从电路板到半用于变压器和电感器的导体密封剂和灌封料）。

PES是一种琥珀色透明的无定形工程热塑性塑料，该材料有以下优点：高温性能，高强度和抗冲击性，在高温和高负荷下的抗蠕变性，非常好的尺寸稳定性，在宽温度范围下的线性热膨胀系数（CLTE）低，固有阻燃性，低烟，除气最少，良好和广泛的耐化学性以及耐热水性。它以粒状形式用于注塑，挤出和薄膜工艺，以粉末形式用于流延薄膜，过滤膜，以及作为环氧基复合材料，高温涂料/涂料和粘合剂的添加剂。PES材料用于航空航天，汽车，电气/电子，医疗设备和食品处理行业。

当被磨成微米粉时，PES被证明是一种非常有效的添加剂，可以增强环氧复合材料的断裂韧性和抗微裂纹性，无论是预浸料形式还是树脂传递模塑（RTM）的聚合物。它可在较宽的温度范围内提供这些性能，而不会负面影响尺寸稳定性，火焰/烟熏/毒性（FST），抗蠕变性，模量，冲击强度或屈服强度。具有羟基（-OH）端基的特定PES等级作为环氧复合材料的功能添加剂，可与环氧基质上的缩水甘油基反应形成交联的互穿聚合物网络（IPN）。即使该添加剂通常以2-12 wt％的下降率使用，它也为IPN增加了更大的柔韧性，进而提高了环氧复合材料的韧性。PES通常具有225-230°C的玻璃化转变温度（Tg），高于平均120-200°C的航空级环氧树脂的温度。由于PES添加剂还具有良好的刚度和强度，因此可以提高抗冲击性和抗裂性，而不会影响其他热机械性能。在航空航天应用中尤其重要，它可以在不影响FST或模制并保持非常严格的公差的情况下完成所有这些工作。尽管它最常与高性能碳纤维增强的环氧复合材料一起使用，但对玻璃，芳纶或玄武岩增强的环氧树脂也同样有效。

住友可以定制其环氧和PES等级（甚至提供环氧等级的PES添加剂），以满足客户对可加工性和功能性的特定要求。

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