改性聚苯醚合金在雷達(dá)天線罩上的應(yīng)用
聚苯醚(PolyPhenylene Oxide，PPO)，即聚亞苯基氧化物或聚苯氧，是當(dāng)今五大通用工程塑料之一，廣泛用于電子電氣、航空航天等領(lǐng)域。通常是以2，6一二甲基苯酚為原料，苯或甲醇為溶劑，銅氨絡(luò)合物為催化劑，在高氧環(huán)境下，采用氧化偶合的方法縮聚得到的一類熱塑性工程樹脂。它除具有良好的物理機(jī)械性能外，還具有特異的電氣絕緣性(低介電常數(shù)D。和低損耗因子D，耐熱性、阻燃性和較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(210 oC)，日本三菱 Iupiace LN91 PPO尤其是耐高低溫蠕變性能在所有熱塑性工程塑料中*好。同時(shí)，它還具有耐酸堿、耐化學(xué)腐蝕、耐水解、成型收縮率低、線性熱膨脹系數(shù)小、制品尺寸穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，可長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下(160 oC一190 oC)使用。但由于這種樹脂熔體粘度很高、流動(dòng)性較差，往往給加工成型帶來極大困難，所以工業(yè)上很少用純日本三菱 Iupiace LN91 PPO樹脂直接擠塑或注塑成型得到制品，而是首先對(duì)其進(jìn)行改性舊。j，目前工業(yè)應(yīng)用的PPO樹脂90％以上為改性聚苯醚(PPO)。
日本三菱 Iupiace LN91 PPO的改性方法主要分為物理和化學(xué)兩類方法。其中，化學(xué)方法主要是對(duì)其端基或主鏈通過定向的有機(jī)功能化處理(如封端化、酰基化、磺基化或羧基化等)進(jìn)行改性；物理方法主要包括熔融共混”o、填充MJ、纖維增強(qiáng)等。熔融共混改性是指在非結(jié)晶性的PPO樹脂熔體中加入另一種結(jié)晶性的(如聚酰胺PA、聚酰亞胺PI等)或非結(jié)晶性的(如聚苯乙烯PS、聚苯硫醚PPS等)聚合物樹脂熔體，冷卻后可形成一種均相聚合物合金的相容化摻t昆改性技術(shù)。由于PPO與PS之間相容性非常好，二者可以任意比混合并形成完全相容狀態(tài)的聚合物合金。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)高抗沖聚苯乙烯(HIPS)摻混改性得到的日本三菱 Iupiace LN91 PPO聚合物合金(PPO／HIPS)，其樹脂不僅具有良好的熔體流動(dòng)性能，而且加工成型制品還具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等優(yōu)異的綜合力學(xué)性能.
材料電性能測(cè)試、天線陣面駐波試驗(yàn)以及某型雷達(dá)圓筒形天線罩5年戶外實(shí)際使用狀況表明，改性聚苯醚合金塑料天線罩的電訊、機(jī)械和耐候性能均滿足技術(shù)要求，雷達(dá)天線系統(tǒng)性能穩(wěn)定，工作正常。
氰酸酯改性
氰酸酯改性聚苯醚覆銅板所用的日本三菱 Iupiace LN91 PPO也用以上的方法進(jìn)行改性。例如：松下電工采用雙酚A在過氧化物存在下，在溶液中進(jìn)行分子質(zhì)量調(diào)整反應(yīng)；而旭化成則采用馬來酸酐在過氧化物存在下在擠出機(jī)中對(duì)PPO改性
主鏈上引入交聯(lián)反應(yīng)性基團(tuán)
為充分發(fā)揮聚苯醚優(yōu)異的介電性能和耐熱性，日本旭化成工業(yè)首先推出了熱固性PPO。該熱固性日本三菱 Iupiace LN91 PPO是在PPO的分子主鏈上引入可進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的烯丙基。將溶于四氫呋喃的熱塑性PPO在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，用丁基鋰的己烷溶液于40℃金屬化30rain，得到鋰化的PPO；再于4O℃ 與烯丙基鹵代物(通常為氰代物或溴代物)反應(yīng)l h。烯丙基化PPO(A．PPO)在甲醇中沉淀出來，并在真空中干燥。A—PPO在過氧化物引發(fā)下，在150℃ 以上迅速完成交聯(lián)反應(yīng)，A—PPO的反應(yīng)及固化反應(yīng)見下式。該固化物的介電常數(shù)為2．5，介電損耗角正切為0 1 xl0～ ，玻璃化溫度可提高至240℃ 以上，并且不溶于鹵代烴和芳烴溶劑中.
A—日本三菱 Iupiace LN91 PPO具有良好的成膜性，對(duì)銅箔有良好的粘接性。制作半固化片使用與FR一4相同的設(shè)備及工藝。半固化片的表面光滑，不會(huì)產(chǎn)生樹脂粉塵 A—PPO層壓板不需要后固化，貯存穩(wěn)定性良好，在23℃下超過3個(gè)月。
平板天線罩熱校平
熱校平機(jī)理：由于共擠出成型過程中受樹脂熔體溫差、擠出速率、冷卻速率、工藝參數(shù)、制品尺寸、加工溫度、擠塑機(jī)性能等因素的影響，制品內(nèi)部大都存在著不同程度大小的兩種內(nèi)應(yīng)力。即高分子鏈取向內(nèi)應(yīng)力和體穢溫度內(nèi)應(yīng)力。這些內(nèi)應(yīng)力較大時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致制品變形，如卷曲、扭曲等，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重裂紋或缺陷而影響到制品的質(zhì)量、性能和壽命。另外發(fā)現(xiàn)在共擠出成型平板形天線罩時(shí)，同樣出現(xiàn)了較大程度的卷曲變形對(duì)擠塑成型塑料制品進(jìn)行退火校平，以降低或消除材料的內(nèi)應(yīng)力，是一種使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)加速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的有效措施[10|。一般認(rèn)為，熱塑性塑料件的退火溫度以低于塑料本身熱變形溫度(維卡點(diǎn))5℃～10℃為宜；退火時(shí)間主要與塑料性質(zhì)與制品壁厚有關(guān)，高聚物分子鏈的剛性愈大，壁厚愈大，退火時(shí)間相對(duì)愈長(zhǎng)。
熱校平工藝：將l一2塊卷曲變形的MPPO擠塑制品(尺寸規(guī)格為1 300 mmxl 050 mm×3 mm±0．1 rain)夾壓于兩塊平整度和光潔度較高、內(nèi)表面均覆有一層聚四氟乙烯脫膜布的5A06鋁板(尺寸規(guī)格為l 350 mm×1 1130 mm x 3 rain)之間，水平放置在鼓風(fēng)烘箱中(*高工作溫度為300 oC)，以總質(zhì)量約50 kg的重物均勻壓平；以6。C／min一7℃／min的升溫速率，升溫至160℃；保溫30 min后，停止加熱，箱內(nèi)開始鼓風(fēng)降溫，降溫速率為0．5℃／min；待溫度降至60℃時(shí)打開烘箱，自然降溫至室溫后取出。已經(jīng)退火校平并室外自然放置72 h后的MPPO平板天線罩見圖2，顯然已完全校平，且長(zhǎng)時(shí)間放置后未出現(xiàn)因殘余內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的回復(fù)卷曲變形現(xiàn)象，表明以上退火處理已在很大程度上降低了塑料基體的內(nèi)應(yīng)力，因而天線罩結(jié)構(gòu)形狀穩(wěn)定。
結(jié)束語(yǔ)
改性聚苯醚合金塑料具有的低密度、低熔體粘度、易擠塑和注塑、制件尺寸穩(wěn)定、耐候性好以及低介電、低介質(zhì)損耗、價(jià)格低等優(yōu)異特性，能夠較好解決某些大面積平板天線罩或小體積共形天線罩的高效率、低成本、高精度、高一致性等批量化生產(chǎn)技術(shù)難題，這是某些傳統(tǒng)樹脂基復(fù)合材料(如環(huán)氧、酚醛和不飽和聚酯等)所無法實(shí)現(xiàn)的。不難推斷，隨著PPO樹脂合成及其改性技術(shù)的發(fā)展，該聚合物樹脂材料性能將會(huì)進(jìn)一步得到提高和改善，它在雷達(dá)天線罩上的應(yīng)用必將具有更廣闊的前景。