PMI泡沫塑料在国内外的研究与应用简介.doc

PMI泡沫塑料在国内外的研究与应用简介 聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫塑料于1962由德国罗姆公司（德固赛的前身）开发出来，1971年代实现工业化，1972年开始应用于航空领域。如今，PMI泡沫的应用领域已很广泛，近年来国内外的其他机构也开始了对该高性能泡沫的开发研究。 同密度的情况下，PMI泡沫具有比其他聚合物泡沫材料更高的抗压缩强度和刚度、更优异的耐高温和耐湿热性能、以及更好的抗高温蠕变性能和尺寸稳定性，其突出的耐热性能和高温下优异的抗蠕变性能使其能承受碳纤维/环氧、碳纤维/双马等树脂复合材料的高温固化工艺条件，可实现泡沫夹芯与预浸料的一次共固化，广泛应用于复合材料泡沫夹层结构件的制造。此外，由于聚甲基丙烯酰亚胺泡沫采用固体发泡工艺制造，故泡沫材料的闭孔率高，孔径分布均匀，一致，吸湿率低。上述性能特点使其在航天、航空、舰船、高速列车、风力发电等许多技术领域具有广泛的应用前景。 1 国外应用状况 纵观国内外市场，目前德固赛的ROHACELL还处于垄断地位。ROHACELL的型号及应用领域具体如下： ROHACELL 型号 应用 IG 主要用于运动器材，医疗床板，风机叶片和音响喇叭，是最常用的ROHACELL类型 IG-F 力,,,,性能基本和ROHACELLIG相同，孔隙更,,,,。 A 用于航空航天领域，共固化工艺温度压力可达130C/0.35 Mpa，可以与中温固化环氧树脂预浸料共固化 WF 用于航天航空领域，共固化工艺温度压力可达180C/0.7 MPa，可以与高温固化环氧树脂预浸料共固化 XT 耐高温型产品，共固化工艺温度压力可达190C/0.7 MPa，可以与BMI树脂预浸料共固化 RIST 适用于树脂注射工艺，作为结构材料 RIMA 适用于树脂注射工艺，作为工艺辅助材料 S 防火型，适用于铁路机车，船舶和,,,,型飞机 HF 主要用于天线，雷达罩，医疗 EC 在制作共聚板的过程中因为加入了碳粉，所以制作出的泡沫能够吸收雷达波，适用于有隐身要求的夹层结构。 RHACELL应用举例： ? PMI泡沫夹芯结构在A340和A380后压力框上取得应用。空中客车A340-500和600选择ROHACELL泡沫加强气密机舱的球面框，泡沫夹层的加强筋大幅度提高了球面框的稳定性。 ? 1989 年山猫直升机Lynx AH MK 9 的首次飞行即安装了新型先进复合材料旋翼，旋翼直径达到12.8m。ROHACELL泡沫广泛应用在各种型号的直升机桨叶中作为芯材，例如BK117、EC135、EH101、Tiger等型号的直升飞机。其中EH101桨叶的长度达到8.5m。使用ROHACELL 泡沫的夹层结构设计，桨叶的使用寿命约可延长10000多飞行,,,,时,比金属桨叶的400-500飞行,,,,时长很多。 ? 日本新干线E4高速火车头中使用PMI泡沫作为芯材。 ? 1999年至2001年，雷诺汽车公司采用RTM工艺，先后成功地在Espace第三代汽车的发动机罩和第四代汽车的车顶加强筋部位使用了ROHACELL 51 IG，并采用了玻璃纤维进行增强。此外，奔驰McLaren SLR汽车的车门槛板和后保险杠底杆等部件则使用了ROHACELL 71 IG。在Lancer Evolution 8中，ROHACELL 51 IG被用作扰流板的夹层结构芯材，它比原来的ABS部件减轻了2kg。在宝马 X5中，通过热压罐工艺固化成型的以ROHACELL 为芯材的夹层板发动机盖，其重量仅为金属制发动机盖的1/4左右。 ? 法国Corima公司使用ROHACELL IG51泡沫作为芯材用在高性能的复合材料自行车的车架和轮辐，外面使用碳纤维的包覆模压成型。 ? 挪威制造商Madshus 公司多年来一直采用ROHACELL聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）硬质泡沫作为生产滑雪板的必需组成部分。ROHACELL芯材与纤维增强表面的完美结合，赋予滑雪板最佳的柔韧性与动力,,,,性能。采用胶粘或模压工艺，该高性能PMI 泡沫可与各种常用塑料形成具有高负承载能力的复合材料。 2 国内研究与应用状况 国内对PMI泡沫塑料的研发多处于起步阶段，详情如下： 研究及发明者 所属机构 项目 成果 张广成等 西北工业大,,,, 高性能聚甲基丙烯酰亚胺（ＰＭＩ）泡沫塑料的研制与产业化 发表多篇论文，并取得实际应用 何凯等 成都飞机工业（集团）有限责任公司 PMI泡沫夹层结构热成型方法 申请专利200510021884.X 2009年获授权 杨士勇 中科院化,,,,所 阻燃性聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料及其制备方法与应用 发表多篇论文，并申请专利200910077105.6 何斌 湖南省塑料研究所 大型复合材料构件用聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫 不详 孙春方 同济大,,,,材料