航空發動機用聚酰亞胺復合材料研究與應用

（中國航發商用航空發動機有限責任公司設計研發中心，上海 201108）

隨著高性能航空發動機技術的迅速發展，高推重比、低油耗、長壽命和高可靠性成為大涵道比民用航空發動機發展的主要目標。在航空發動機上采用樹脂基復合材料取代金屬材料，以達到輕量化的目的，是優化航空發動機性能，提高其推重比的有效途徑，也是未來航空發動機材料體系發展的重要趨勢[1-4]。樹脂基復合材料的應用水平已成為航空發動機先進性的重要標志。國外先進航空發動機制造公司GE、P&W、R·R、SNECMA等研制的系列機型的冷端部件（如轉子、靜子葉片、風扇包容機匣、外涵機匣、短艙和反推裝置等）上樹脂基復合材料已經得到較為成熟的應用[5-6]。

聚酰亞胺樹脂具有優異的耐熱性能和力學性能，一直是航空發動機耐高溫復合材料研究的重點。環氧樹脂長期工作溫度不高于130℃，雙馬來酰亞胺樹脂為150～230℃，而聚酰亞胺樹脂可在280～450℃范圍內使用，能夠用于制造溫度更高的冷端部件。聚酰亞胺基復合材料具有良好的機械性能和電性能、高比強度和比剛度、優異的熱穩定性和化學穩定性、熱膨脹系數小、耐溶劑性強、尺寸穩定性高、易于成型形狀復雜的制件，是目前航空發動機使用較廣泛的結構用樹脂基復合材料之一[7-8]。本文將主要介紹PMR（Polymerization of Monomer Reactants）型聚酰亞胺樹脂基復合材料和聚酰亞胺襯套在航空發動機上的應用情況及其制造技術發展歷程。

PMR型聚酰亞胺樹脂基復合材料

聚酰亞胺樹脂的合成是將含有反應性端基的線性聚酰亞胺聚合物經過交聯固化生成熱固性樹脂，反應性基團的種類包括降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基、氰基、馬來酰胺、苯乙烯等，形成不同結構和性能的聚酰亞胺樹脂。……