高频低介电耐高温聚酰亚胺复合材料化学结构与性能

摘要

针对高频5G通信与高超声速飞行器对低介电、耐高温及高力学强度聚酰亚胺复合材料的迫切应用需求,本工作提出酸酐构型调控的分子结构设计思路,基于含氟二胺4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯（TFMB）与不同构型的酸酐制备聚酰亚胺树脂及复合材料,系统研究酸酐单体构型对材料介电响应、热稳定性及弯曲强度的调控机制。结果表明:4,4’-（六氟异丙烯）二酞酸酐（6FDA）中的三氟甲基（―CF₃）通过降低表面能与摩尔极化率,降低复合材料在X波段（8.2～12.4 GHz）的介电常数和介电损耗;而3,3’,4,4’-二苯酮四甲酸二酐（BTDA）和3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐（s-BPDA）的对称刚性骨架则显著提升了材料热稳定性,使复合材料的玻璃化转变温度大于470℃;不同结构的酸酐共聚可以降低固化温度,同时赋予复合材料优异的高频低介电特性与良好的耐热性能。通过6FDA与BTDA共聚的构型互补策略,不仅实现了聚酰亚胺复合材料的高频低介电特性,还实现了固化温度降低24℃与弯曲强度提升至442.8 MPa的协同优化。

关键词

聚酰亚胺复合材料 / 构型互补策略 / 低介电 / 耐热性能 / 弯曲强度