一种有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料及制备方法、应用
阅读说明：本技术 一种有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料及制备方法、应用 (Organosilicon-doped polyimide flexible foam material, and preparation method and application thereof ) 是由 周光远 聂赫然 黄志成 顾铭茜 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种聚酰亚胺软质泡沫材料,所述聚酰亚胺链结构中含有Si-C键和/或Si-O键；所述聚酰亚胺包括芳香族聚酰亚胺。该具有特定结构的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料,利用具有特殊结构的含硅芳香族二酐和芳香族二胺两类主原材料制备,由于所使用单体中存在C-Si键和/或Si-O键,使得本发明提供聚酰亚胺软质泡沫材料具有非常优异的耐高低温性能和高效的阻燃防火性能,同时保持极好的柔韧性,并且在抗紫外线方面表现突出。此外,本发明提供的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料具有表观密度较小的特点,而且工艺简单、易于控制,有利于实现工业连续化生产,非常适合应用于航空航天飞行器领域。(The invention provides a polyimide flexible foam material, wherein a polyimide chain structure contains Si-C bonds and/or Si-O bonds; the polyimide includes an aromatic polyimide. The organic silicon-doped polyimide flexible foam material with the specific structure is prepared by using two main raw materials of silicon-containing aromatic dianhydride and aromatic diamine with special structures, and because C-Si bonds and/or Si-O bonds exist in the used monomers, the polyimide flexible foam material provided by the invention has excellent high and low temperature resistance and efficient flame-retardant and fireproof performances, and simultaneously keeps excellent flexibility and is outstanding in ultraviolet resistance. In addition, the organosilicon-doped polyimide flexible foam material provided by the invention has the characteristic of small apparent density, is simple in process and easy to control, is beneficial to realizing industrial continuous production, and is very suitable for being applied to the field of aerospace aircrafts.)
技术领域
本发明属于聚酰亚胺软质泡沫材料技术领域，涉及一种聚酰亚胺软质泡沫材料及其制备方法、应用，尤其涉及一种有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料及其制备方法、在航空航天领域中的应用。
背景技术
聚酰亚胺是一种耐热性极好的聚合物，具有良好的力学性能和电性能、以及耐辐射和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、军事、电子等领域。泡沫结构的聚酰亚胺材料不仅保持了原树脂优异的耐温、阻燃等性能，还具有突出的保温特性以及质量轻、柔性回弹好、环保无毒、阻燃、使用方便等综合性能。
聚酰亚胺泡沫材料作为最优秀的保温隔声材料应用于各国航天航空领域以及一些西方发达国家军用舰船中的基本配置。在航空航天领域，常规型聚酰亚胺泡沫材料在长期服役中，面对超高温、超低温、强辐射等极端条件，对该材料的耐温以及耐辐照等方面提出更加严苛的要求以满足相应的行业需求。同时在航天飞行器发射过程中因空气摩擦产生巨大的热量，为了保护其内部相关设备的安全，也有进一步提升聚酰亚胺泡沫材料的隔热性能和阻燃性能的需求。
因此，如何进一步提升聚酰亚胺泡沫材料的隔热性能和阻燃性能，更好的满足下游行业的应用需求，特别是航空航天领域的更高的要求，已成为诸多研发型生产厂商以及一线研究人员广为关注的焦点之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚酰亚胺软质泡沫材料及其制备方法、应用，特别是一种有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料及其制备方法、在航空航天领域中的应用。本发明提供的聚酰亚胺软质泡沫材料中通过桥连结构设计引入硅元素和/或氧元素，使得聚酰亚胺软质泡沫材料具有非常优异的耐高低温性能和高效的阻燃防火性能，同时保持极好的柔韧性，并且在抗紫外线方面表现突出。而且工艺简单、易于控制，有利于实现工业连续化生产。
本发明提供了一种聚酰亚胺软质泡沫材料，所述聚酰亚胺链结构中含有Si-C键和/或Si-O键；
所述聚酰亚胺包括芳香族聚酰亚胺。
优选的，所述Si-C键通过Si键连在聚酰亚胺链结构中；
所述Si-O键通过O或Si键连在聚酰亚胺链结构中；
所述Si-C键和/或Si-O键通过芳香族二酐接入聚酰亚胺链结构中；
所述聚酰亚胺软质泡沫材料的密度小于等于10kg/m3；
所述聚酰亚胺软质泡沫材料的压缩永久变形小于等于10％。
优选的，所述芳香族二酐为含硅芳香族二酐；
所述含硅芳香族二酐具体为含所述Si-C键的基团和/或含所述Si-O键的基团桥连在两个邻苯二甲酸酐的苯环与苯环之间；
所述Si-C键的基团和/或含所述Si-O键的基团中，含有刚性基团时，所述Si与刚性基团的摩尔比大于等于2；
所述聚酰亚胺软质泡沫材料为有机硅掺杂的聚酰亚胺软质泡沫材料；
所述聚酰亚胺软质泡沫材料为用于航空航天飞行器的聚酰亚胺软质泡沫材料。
优选的，含所述Si-C键的基团和/或含所述Si-O键的基团桥连在芳香族二酐的苯环与苯环之间；
所述芳香族二酐具有如结构式(1)所示结构：
其中，R选自结构式(2)～(6)中的一种或多种；
本发明提供了一种聚酰亚胺软质泡沫材料，按原料质量份数计，包括：
优选的，所述芳香族二胺具有如结构式(7)所示结构；
其中，X选自结构式(8)～(12)中的一种或多种；
所述聚酰亚胺软质泡沫材料具有开孔结构；
所述聚酰亚胺软质泡沫材料的开孔率为95％～100％；
所述聚酰亚胺软质泡沫材料的孔径为150～300μm。
优选的，所述溶剂包括DMF、DMAC、NMP和DMSO中的一种或多种；
所述小分子量醇包括CH3OH、C2H5OH和C3H7OH中的一种或多种；
所述其他助剂包括稳泡剂、催化剂和发泡剂中的一种或多种；
所述稳泡剂包括OFX-0193、OFX-8417、OFX-8468、L550、L540、L580、L668和L5333中的一种或多种；
所述催化剂包括三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、N,N'-二乙基哌嗪、N,N’-二乙基-2-甲基哌嗪和N-2-羟基丙基二甲基吗啉中的一种或多种；
所述发泡剂包括偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酰胺、硼酸、α-烯烃磺酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
本发明提供了一种如上述技术方案任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料或上述技术方案任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将芳香族二酐、溶剂和小分子量醇进行酯化反应后，得到中间体；
2)将上述步骤得到的中间体、芳香族二胺和其他助剂，进行反应后，得到发泡前驱体，再经过发泡成型，得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
优选的，所述酯化反应的温度为50～80℃；
所述酯化反应的时间为1～5h；
所述反应的温度为100～150℃；
所述反应的时间为2～5h；
所述发泡成型的温度为200～250℃；
所述发泡成型的时间为1～30min。
本发明还提供了一种如上述技术方案任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料、上述技术方案任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的聚酰亚胺软质泡沫材料在航空航天领域中的应用。
本发明提供了一种聚酰亚胺软质泡沫材料，所述聚酰亚胺链结构中含有Si-C键和/或Si-O键；所述聚酰亚胺包括芳香族聚酰亚胺。与现有技术相比，本发明针对现有的软质聚酰亚胺泡沫材料的隔热性能和阻燃性能还需要进一步提升的问题。本发明特别采用有机硅化合物作为改进的研究方向，有机硅系列化合物是以硅-氧键为主链结构的，碳-碳键的键能为82.6千卡/克分子，硅-氧键的键能在有机硅中为121千卡/克分子，所以有机硅系列化合物的热稳定性高，高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。而且有机硅系列化合物不易被紫外光和臭氧所分解，具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅的主链十分柔顺，具有低表面张力和低表面能的特点，其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多。本发明又进一步利用特定的有机硅掺杂的方式，得到了一种具有特定结构的有机硅掺杂聚酰亚胺泡沫材料，从而满足其在航空航天领域的需求。
本发明提供的具有特定结构的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料，通过对芳香族二酐的桥连部分进行设计，在桥连结构中引入硅元素和/或氧元素，制备出不同结构的含硅芳香族二酐单体，使得芳香族含硅二酐具有突出的耐温性能、阻燃性能以及抗紫外等性能，并将含硅芳香族二酐和特定的芳香族二胺进行结合，引入聚酰亚胺高分子主链中的特定位置上，得到含硅芳香族二酐单体制备的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料，使得本发明提供的特定结构的有机硅掺杂软质聚酰亚胺泡沫材料，具有极其优异的耐温性能、阻燃防火性能以及分子链柔韧性。
本发明利用具有特殊结构和性能的含硅芳香族二酐和芳香族二胺两类主原材料制备聚酰亚胺软质泡沫材料，由于本发明中所使用单体中存在C-Si键和/或Si-O键，使得本发明提供聚酰亚胺软质泡沫材料具有非常优异的耐高低温性能和高效的阻燃防火性能，同时保持极好的柔韧性，并且在抗紫外线方面表现突出。此外，本发明提供的有机硅掺杂软质聚酰亚胺泡沫材料具有表观密度较小的特点，而且工艺简单、易于控制，有利于实现工业连续化生产，非常适合应用于航空航天飞行器领域。
实验结果表明，本发明提供的有机硅掺杂的聚酰亚胺软质泡沫材料具有极其优异的耐温性能、阻燃防火性能以及分子链柔韧性，较小的表观密度，密度仅为7kg/m3，5％热失重温度为573℃，极限氧指数高达56％，导热系数为0.032W/m·K，压缩永久形变小于4％，非常适合应用于航空航天飞行器领域。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或聚酰亚胺软质泡沫材料制备领域常规的纯度要求。
本发明所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。
本发明提供了一种聚酰亚胺软质泡沫材料，所述聚酰亚胺链结构中含有Si-C键和/或Si-O键；
所述聚酰亚胺包括芳香族聚酰亚胺。
在本发明中，所述Si-C键优选通过Si键连在聚酰亚胺链结构中。
在本发明中，所述Si-O键优选通过O或Si键连在聚酰亚胺链结构中。
在本发明中，所述Si-C键和/或Si-O键优选通过芳香族二酐接入聚酰亚胺链结构中。
在本发明中，所述聚酰亚胺软质泡沫材料的密度优选小于等于10kg/m3，更优选小于等于9kg/m3，更优选小于等于8kg/m3，具体可以为7～10kg/m3，或者为7～9kg/m3，或者为7～8kg/m3。
在本发明中，所述聚酰亚胺软质泡沫材料的永久压缩变形优选小于等于10％，更优选小于等于8％，更优选小于等于4％。具体可以为4～10％，或者为4.3～8％，或者为4.5～6％。
在本发明中，所述含硅芳香族二酐具体优选为含所述Si-C键的基团和/或含所述Si-O键的基团桥连在两个邻苯二甲酸酐的苯环与苯环之间。
在本发明中，含所述Si-C键的基团和/或含所述Si-O键的基团优选桥连在芳香族二酐的苯环与苯环之间。
在本发明中，所述芳香族二酐优选为含硅芳香族二酐。具体的，所述芳香族二酐优选具有如结构式(1)所示结构：
其中，R优选选自结构式(2)～(6)中的一种或多种，更优选为(2)、(3)、(4)、(5)或(6)。
特别的，在本发明中，所述Si-C键的基团和/或含所述Si-O键的基团中，当含有刚性基团时，所述Si与刚性基团的摩尔比大于等于2。即摩尔比大于等于2：1，也可以大于等于2.5：1，也可以大于等于3：1。具体的，所述刚性基团优选包括五元环以上的多元环，更优选包括六元环以上的多元环。可以为五元杂环、苯环、萘环、稠环等、
在本发明中，所述聚酰亚胺软质泡沫材料优选为有机硅掺杂的聚酰亚胺软质泡沫材料。
在本发明中，所述聚酰亚胺软质泡沫材料优选具有开孔结构。
在本发明中，所述聚酰亚胺软质泡沫材料的开孔率优选为95％～100％，更优选为96％～99％，更优选为97％～98％。
在本发明中，所述聚酰亚胺软质泡沫材料的孔径优选为150～300μm，更优选为180～270μm，更优选为210～240μm。
在本发明中，所述聚酰亚胺软质泡沫材料优选为用于航空航天飞行器的聚酰亚胺软质泡沫材料。
本发明还提供了一种聚酰亚胺软质泡沫材料，按原料质量份数计，包括：
在本发明中，所述芳香族二酐的加入量优选为15～40重量份，更优选为20～35重量份，更优选为25～30重量份。
在本发明中，所述芳香族二酐优选为含硅芳香族二酐。具体的，所述芳香族二酐优选具有如结构式(1)所示结构：
其中，R优选选自结构式(2)～(6)中的一种或多种，更优选为(2)、(3)、(4)、(5)或(6)。具体的，上述含硅芳香族二酐的制备方法优选按照现有的常规方法制备或按照现有的类似结构的含硅芳香族二酐的制备方法进行常规改进制备即可。
在本发明中，所述芳香族二胺的加入量优选为10～45重量份，更优选为15～40重量份，更优选为20～35重量份，更优选为25～30重量份。
在本发明中，所述芳香族二胺优选具有如结构式(7)所示结构；
其中，X优选自结构式(8)～(12)中的一种或多种，更优选为(8)、(9)、(10)、(11)或(12)。
在本发明中，所述溶剂的加入量优选为20～50重量份，更优选为25～45重量份，更优选为30～40重量份。所述溶剂优选包括DMF、DMAC、NMP和DMSO中的一种或多种，更优选为DMF、DMAC、NMP或DMSO。
在本发明中，所述小分子量醇的加入量优选为1～5重量份，更优选为1.5～4.5重量份，更优选为2～4重量份，更优选为2.5～3.5重量份。
在本发明中，所述小分子量醇优选包括CH3OH、C2H5OH和C3H7OH中的一种或多种，更优选为CH3OH、C2H5OH或C3H7OH。
在本发明中，所述其他助剂的加入量优选为6～18重量份，更优选为8～16重量份，更优选为10～14重量份。
在本发明中，所述其他助剂优选包括稳泡剂、催化剂和发泡剂中的一种或多种，更优选为稳泡剂、催化剂和发泡剂。
在本发明中，所述稳泡剂优选包括OFX-0193、OFX-8417、OFX-8468、L550、L540、L580、L668和L5333中的一种或多种，更优选为OFX-0193、OFX-8417、OFX-8468、L550、L540、L580、L668或L5333。
在本发明中，所述催化剂优选包括三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、N,N'-二乙基哌嗪、N,N’-二乙基-2-甲基哌嗪和N-2-羟基丙基二甲基吗啉中的一种或多种，更优选为三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、N,N'-二乙基哌嗪、N,N’-二乙基-2-甲基哌嗪或N-2-羟基丙基二甲基吗啉。
在本发明中，所述发泡剂优选包括偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酰胺、硼酸、α-烯烃磺酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种，更优选为偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酰胺、硼酸、α-烯烃磺酸钠或碳酸氢钠。
在本发明中，所述有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料优选具有如结构式(13)所示的通式。
其中，n为聚合度。具体的，n优选为10～100，更优选为30～80，更优选为50～60。
在本发明中，所述有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料优选为线型聚酰亚胺泡沫材料。即热塑性聚酰亚胺泡沫材料。
本发明采用了特定的存在C-Si键和/或Si-O键的单体，使得本发明提供聚酰亚胺软质泡沫材料具有非常优异的耐高低温性能和高效的阻燃防火性能，同时保持极好的柔韧性，并且在抗紫外线方面表现突出。
本发明还提供了一种如上述技术方案中任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料或上述技术方案中任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将芳香族二酐、溶剂和小分子量醇进行酯化反应后，得到中间体；
2)将上述步骤得到的中间体、芳香族二胺和其他助剂，进行反应后，得到发泡前驱体，再经过发泡成型，得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
本发明首先将芳香族二酐、溶剂和小分子量醇进行酯化反应后，得到中间体。
在本发明中，所述酯化反应的温度优选为50～80℃，更优选为55～75℃，更优选为60～70℃。
在本发明中，所述酯化反应的时间优选为1～5h，更优选为1.5～4.5h，更优选为2～4h，更优选为2.5～3.5h。
本发明再将上述步骤得到的中间体、芳香族二胺和其他助剂，进行反应后，得到发泡前驱体，再经过发泡成型，得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
在本发明中，所述反应的温度优选为100～150℃，更优选为105～145℃，更优选为110～140℃，更优选为115～135℃，更优选为120～130℃。
在本发明中，所述反应的时间优选为2～5h，更优选为2.5～4.5h，更优选为3～4h。
在本发明中，所述反应后还优选包括浓缩、除溶剂和粉化步骤中的一种或多种，更优选为浓缩、除溶剂和粉化步骤中的多步后，得到发泡前驱体。
在本发明中，所述发泡成型的温度优选为200～250℃，更优选为220～250℃，更优选为230～240℃。
在本发明中，所述发泡成型的时间优选为1～30min，更优选为5～25min，更优选为10～20min。
本发明为完整和细化整体制备工艺，更好的保证聚酰亚胺软质泡沫材料的性能和结构，上述聚酰亚胺软质泡沫材料的制备方法具体可以为以下步骤：
1)将芳香族含硅二酐溶解于极性溶剂中，并加入小分子量醇进行酯化反应得到产物一；
2)向产物一中继续加入芳香族二胺以及其他助剂，进行反应得到产物二；
3)将产物二依次进行浓缩、除溶剂、粉化操作得到发泡前驱体，最后经过发泡成型工艺，制备得到有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料。
本发明还提供了上述技术方案中任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料、上述技术方案中任意一项所述的聚酰亚胺软质泡沫材料或上述技术方案中任意一项所述的制备方法所制备的聚酰亚胺软质泡沫材料在航空航天领域中的应用。
本发明上述步骤提供了一种有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料及其制备方法、在航空航天领域中的应用。本发明提供的具有特定结构的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料，通过对芳香族二酐的桥连部分进行设计，在桥连结构中引入硅元素和/或氧元素，制备出不同结构的含硅芳香族二酐单体，使得芳香族含硅二酐具有突出的耐温性能、阻燃性能以及抗紫外等性能，并将含硅芳香族二酐和特定的芳香族二胺进行结合，引入聚酰亚胺高分子主链中的特定位置上，得到含硅芳香族二酐单体制备的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料，使得本发明提供的特定结构的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料，具有极其优异的耐温性能、阻燃防火性能以及分子链柔韧性。
本发明利用具有特殊结构和性能的含硅芳香族二酐和芳香族二胺两类主原材料制备聚酰亚胺软质泡沫材料，由于本发明中所使用单体中存在C-Si键和/或Si-O键，使得本发明提供聚酰亚胺软质泡沫材料具有非常优异的耐高低温性能和高效的阻燃防火性能，同时保持极好的柔韧性，并且在抗紫外线方面表现突出。此外，本发明提供的有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料具有表观密度较小的特点，而且工艺简单、易于控制，有利于实现工业连续化生产，非常适合应用于航空航天飞行器领域。
实验结果表明，本发明提供的有机硅掺杂的聚酰亚胺软质泡沫材料具有极其优异的耐温性能、阻燃防火性能以及分子链柔韧性，较小的表观密度，密度仅为7kg/m3，5％热失重温度为573℃，极限氧指数高达56％，导热系数为0.032W/m·K，压缩永久形变小于4％，非常适合应用于航空航天飞行器领域。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种聚酰亚胺软质泡沫材料及其制备方法、应用进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
1)将24份R部分为结构式(3)的芳香族含硅二酐溶解于30份DMF中，并加入6份C2H5OH在50℃下进行酯化反应3h得到产物一；
2)向产物一中继续加入25份X部分为结构式(9)的芳香族二胺、8份L580、2份N-2-羟基丙基二甲基吗啉、5份α-烯烃磺酸钠，在120℃下进行反应3h得到产物二；
3)将产物二依次进行浓缩、除溶剂、粉化操作得到发泡前驱体，最后在220℃下经过30min发泡成型制备得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
实施例2
1)将24份R部分为结构式(4)的芳香族含硅二酐溶解于30份DMF中，并加入6份C2H5OH在50℃下进行酯化反应3h得到产物一；
2)向产物一中继续加入25份X部分为结构式(9)的芳香族二胺、8份L580、2份N-2-羟基丙基二甲基吗啉、5份α-烯烃磺酸钠，在120℃下进行反应3h得到产物二；
3)将产物二依次进行浓缩、除溶剂、粉化操作得到发泡前驱体，最后在220℃下经过30min发泡成型制备得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
实施例3
1)将24份R部分为结构式(5)的芳香族含硅二酐溶解于30份DMF中，并加入6份C2H5OH在50℃下进行酯化反应3h得到产物一；
2)向产物一中继续加入25份X部分为结构式(10)的芳香族二胺、8份L580、2份N-2-羟基丙基二甲基吗啉、5份α-烯烃磺酸钠，在120℃下进行反应3h得到产物二；
3)将产物二依次进行浓缩、除溶剂、粉化操作得到发泡前驱体，最后在230℃下经过30min发泡成型制备得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
对比例1
1)将24份均苯二甲酸酐溶解于30份DMF中，并加入6份C2H5OH在50℃下进行酯化反应3h得到产物一；
2)向产物一中继续加入25份X部分为结构式(9)的芳香族二胺、8份L580、2份N-2-羟基丙基二甲基吗啉、5份α-烯烃磺酸钠，在120℃下进行反应3h得到产物二；
3)将产物二依次进行浓缩、除溶剂、粉化操作得到发泡前驱体，最后在20℃下经过30min发泡成型制备得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
对比例2
1)将24份R部分为结构式的芳香族含硅二酐溶解于30份DMF中，并加入6份C2H5OH在50℃下进行酯化反应3h得到产物一；
2)向产物一中继续加入25份X部分为结构式(9)的芳香族二胺、8份L580、2份N-2-羟基丙基二甲基吗啉、5份α-烯烃磺酸钠，在120℃下进行反应3h得到产物二；
3)将产物二依次进行浓缩、除溶剂、粉化操作得到发泡前驱体，最后在220℃下经过30min发泡成型制备得到聚酰亚胺软质泡沫材料。
对本发明实施例和对比例制备的聚酰亚胺泡沫材料进行性能测试。
泡沫密度测试标准为GB/T 6343-2009、5％热失重温度测试标准为GB/T27761-2011、极限氧指数测试标准为GB/T 2406.1-2008、导热系数测试标准为GB/T 10295-2008、压缩永久变形测试标准为GB/T 6669-2008。
参见表1，表1为本发明实施例和对比例制备的聚酰亚胺软质泡沫材料的性能测试结果。
表1
通过上述实施例1～3与对比例1和2的结果显示，由含硅芳香族二酐单体制备的含硅聚酰亚胺软质泡沫材料密度明显小于常规聚酰亚胺泡沫，在阻燃防火性能、耐温性能以及隔热保温性等方面能均优于后者。并且桥梁基团中环状刚性结构较多会导致泡沫材料孔径变大，从而影响泡沫材料的保温性能以及回弹性能。
以上对本发明提供的一种有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料及其制备方法、在航空航天领域中的应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。