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2020/2/18 15:33:23
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住友化學新開發新型環氧樹脂
住友化學新開發兩種用于航空航天碳纖維增強復合材料的新型環氧樹脂。航空航天工業一直在尋找堅硬、結實、輕便的材料，以應對溫度的快速變化，廣泛的化學物質接觸環境，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/航天領域的客戶提供支持，住友化學開發了兩種新級別的粘度更高的環氧樹脂，以更易于加工，同時還開發了新級別的聚醚砜（PES）添加劑，以提高碳纖維增強的環氧復合材料的斷裂韌性和抗微裂紋性。
為了滿足航空工業對高性能和高生產率碳復合材料的需求，住友化學開發了兩種新級別的環氧樹脂，用于預浸料生產。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氧樹脂復合材料的SumikaExcel PES微米粉體增韌劑的供應范圍。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，在環氧/ PES基體組合中，即使在低調壓比下，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，配方設計師并不總是能很容易地添加所需數量的添加劑，尤其是在預浸料生產過程中。通過選擇使用較低粘度的2603P等級，配方設計師現在可以增加PES與環氧樹脂的比例，從而進一步提高最終復合材料的韌性。或者，配方設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的粘度。
環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，共反應劑等可輕松改性，可配制環氧樹脂可以提供廣泛的性能，使其可用于廣泛的行業-從高性能涂料，結構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/航天工業的結構復合物，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，非常好的尺寸穩定性，在寬溫度范圍下的線性熱膨脹系數（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，醫療設備和食品處理行業。
當被磨成微米粉時，PES被證明是一種非常有效的添加劑，可以增強環氧復合材料的斷裂韌性和抗微裂紋性，無論是預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提供這些性能，而不會負面影響尺寸穩定性，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等級作為環氧復合材料的功能添加劑，可與環氧基質上的縮水甘油基反應形成交聯的互穿聚合物網絡（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，進而提高了環氧復合材料的韌性。PES通常具有225-230°C的玻璃化轉變溫度（Tg），高于平均120-200°C的航空級環氧樹脂的溫度。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氧復合材料一起使用，但對玻璃，芳綸或玄武巖增強的環氧樹脂也同樣有效。
住友化學可以定制其環氧和PES等級（甚至提供環氧等級的PES添加劑），以滿足客戶對可加工性和功能性的特定要求。
