耐高溫膠黏劑是由於航空、航天和電子工業現代技術領域的需要發展起來的，超音速飛機需要在230℃能使用50000h的結構膠黏劑;飛彈則需要在540℃以上短期使用的耐高溫膠黏劑;在做電子工業中需要能經受高於400加工溫度的膠黏劑。
基本介紹
- 中文名：雜環高分子結構膠黏劑
- 類屬：耐高溫材料
- 套用：航空、航天和電子工業
- 優點：足夠的強度和熱穩定性
耐高溫材料必須在高溫環境中有足夠強度和熱穩定性，普通高分子材料如環氧樹脂、酚醛樹脂等長期使用溫度不超過200℃。研究表明，主鏈含有芳雜環結構的高分子化合物能耐高溫，聚醯亞胺在230℃能長期使用，可用作耐高溫結構膠黏劑的雜環高分子還有聚苯並咪唑、聚嗯喹啉類、聚芳碸類、聚次苯硫醚類等.這些雜環高分子合物均具有良好的耐熱性，並且低溫性能也較好，在膠黏劑領域受到了廣泛的重視，由於成本很高，因此當前主要用於航天、航空領域。
聚苯並咪唑是雜環高分子化合物中被首選作耐高溫膠黏劑的一類聚合物，它是由芳香四胺與芳香二酸及其衍生物之間進行熔融縮聚反應製得的。其特點是瞬時耐高溫性能優良，在538℃不分解，作膠黏劑使用時先製成預聚體(二或三聚體)，預聚體流動性比較好，且性能穩定，在400℃下處理一段時間就可以固化完全。由於固化過程為縮聚反應，有水或苯酚等小分子物生成，因此固化時需施加一定的壓力以免膠層中出現針孔。聚苯並咪唑的耐低溫性能也很好，在液氮環境或更低溫度下其剪下強度可達30～40MPa。這類膠黏劑可以粘接鋁合金、不鏽鋼、金屬蜂窩結構材料、矽片及聚醯胺薄膜等材料。
聚醯亞胺的典型例子是4，4’一二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的等摩爾反應物。反應分兩步進行，第一步的產物聚醯胺酸是聚醯亞胺的預聚體，能溶於極性溶劑中，在高溫下脫水環化。固化好的聚醯亞胺膠黏劑都具有優良的力學性能與耐環境性能。根據有關性能要求及其它使用需要，現已製備出了許多改性品種，廣泛用於鋁合金、鈦合金、不鏽鋼、陶瓷等材料的自黏與互黏，是這類膠黏劑中用量最大的品種。
聚嗯喹啉膠黏劑的黏料聚嗯喹啉樹脂可由芳香族四胺與芳香族四羰基化合物互相反應來製備。聚嗯喹啉膠黏劑具有優異的熱穩定性，耐熱可達400℃，短期耐熱700℃。其玻璃化溫度一般高於250℃，也有高於400℃的品種，熱分解溫度一般都高於500℃。如果設法進行適當交聯，還可以進一步提高耐熱性，並可用作結構粘接。
聚碸是一種力學性能優異的工程塑膠，但其使用溫度只能達到160℃。將分子鏈中的所有脂肪烴結構換成芳環則成了聚芳碸。聚芳碸可用二鹵代芳碸和芳碸的二酚鹽反應製得。聚芳碸的使用溫度一般都高於250℃，低於一200℃也具有良好的物理力學性能及耐環境性能。
聚次苯硫醚是對鹵代苯硫酚鹽在一定條件下自縮聚生成的一類線型高分子化合物。具有優良的熱穩定性，TGA結果表明在500℃下無明顯失重(空氣中)，700℃則完全降解。在惰性氣體中，1000~C時約保持40%質量。聚次苯硫醚膠黏劑具有優良的粘接能力，可作為結構膠黏劑使用，能粘接玻璃、陶瓷及各種金屬材料。
在現在的耐熱膠黏劑中，雜環高分子膠黏劑性能最優，尤其是同時具有耐高溫與耐低溫性能，其它如耐老化、耐化學介質、耐疲勞、耐高低溫持久等性能均良好。可在一273～260℃長期使用，短期使用溫度可達539℃，瞬間使用可至800～1000℃，廣泛用於航窄、航天領域。其主要缺點是固化條件太苛刻，需要在高溫(280～315℃)、高壓0.5～1.4MPa下長時間(5~10h)加熱才能充分固化。
