高推重比、低油耗和高可靠性是大涵道比渦扇發(fā)動機發(fā)展的主要目標,戰(zhàn)斗機用小涵道比加力渦扇發(fā)動機還提出了隱身的要求。為進一步改善航空發(fā)動機性能,有效地提高發(fā)動機推重比,國外越來越多地用復(fù)合材料取代金屬材料應(yīng)用在航空發(fā)動機上。聚酰亞胺就是含有酰亞胺重復(fù)單元的聚合物,若聚合物分子端基為反應(yīng)性基團,經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)則形成熱固性聚酰亞胺。熱固性聚酰亞胺活性端基包括降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基、氰基、馬來酰胺、苯乙烯、苯丙環(huán)丁烯、雙苯撐、異氰酸酯、苯基三氮烯等。其中,最重要和使用最廣泛的熱固性聚酰亞胺是降冰片烯封端聚酰亞胺和苯乙炔封端聚酰亞胺。
熱固性聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料以其優(yōu)異的耐熱氧化性能、力學(xué)性能、介電性能、良好的耐溶劑性能等,在航空(尤其是航空發(fā)動機)、航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過近四十年的發(fā)展,耐高溫樹脂基復(fù)合材料已經(jīng)發(fā)展到了耐溫450℃ 的第四代聚酰亞胺復(fù)合材料,形成了耐溫從280~450℃涵蓋四代的耐高溫樹脂基復(fù)合材料體系。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,國外已經(jīng)形成了涵蓋280~ 450℃使用溫度范圍的系列化的四代聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料,**、二代已廣泛應(yīng)用,第三代已通過考核驗證。但我國聚酰亞胺復(fù)合材料的應(yīng)用非常有限,僅有**代聚酰亞胺復(fù)合材料小批量應(yīng)用于發(fā)動機外涵道,遠未形成完整的材料與工藝技術(shù)體系。我國聚酰亞胺復(fù)合材料尚需按代次系列化發(fā)展,以滿足航空發(fā)動機的發(fā)展需求,并應(yīng)重點關(guān)注以下幾方面的研究:熱固性聚酰亞胺關(guān)鍵單體合成制備;耐高溫聚酰亞胺樹脂的合成制備與其復(fù)合材料固化成型工藝原理基礎(chǔ);聚酰亞胺樹脂復(fù)合材料低成本成型技術(shù);耐高溫高韌性聚酰亞胺復(fù)合材料;超高溫有機無機雜化樹脂基復(fù)合材料等。