聚酰亞胺樹脂基復合摩擦材料成型技術研究進展

李軒，何瑜，明白，張曉燕，劉福華，來升

（1.四川輕化工大學機械工程學院，四川 自貢 643000；2.西安長峰機電研究所，西安 7100652；3.宜賓職業(yè)技術學院汽車與軌道交通學院，四川 宜賓 644003）

0 前言

高性能摩擦材料需要兼具適當?shù)哪Σ烈驍?shù)、優(yōu)良的耐磨性、熱穩(wěn)定性、綜合力學性能和物理化學性能［1-2］。近些年來，以酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、聚酰胺、PI樹脂等耐熱聚合物為基體的復合摩擦材料由于具有可設計性好、環(huán)境適應性強且摩擦學性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點而獲得了迅猛發(fā)展［3-4］。尤其是PI樹脂基復合摩擦材料，在高溫、高真空、重載等嚴苛環(huán)境中表現(xiàn)出了優(yōu)異的耐熱、耐磨和綜合力學性能，被廣泛用于航空航天、精密機械等的關鍵零部件如各種軸承、齒輪、密封件、襯套及摩擦片等［5-10］。

PI樹脂分子主鏈剛性大、熔體黏度高等特性導致其加壓窗口窄、可成型性差，因此成型具有復雜形狀的PI樹脂基復合摩擦材料異常困難［10-14］。此外，具有實際工程應用價值的PI樹脂基復合摩擦材料通常添加有多種增強增韌纖維及各種有機、無機或金屬改性填料，各組分之間的相容性、界面結構及內(nèi)部缺陷等很難控制，進一步增加了高性能復合摩擦材料的成型難度［15-18］。因此，雖然目前開發(fā)的樹脂基復合材料成型方法多達幾十種，但適用于制備PI樹脂基復合摩擦材料的還比較有限，主要集中在熱模壓成型、冷-熱等靜壓和3D打印以及其他成型技術如注射成型、擠出成型等［19-24］。隨著現(xiàn)代裝備的快速升級發(fā)展對高性能摩擦材料的需求不斷擴大，PI樹脂基復合摩擦材料及其配套的成型技術正受到越來越廣泛的關注。本文綜述了PI樹脂基復合摩擦材料的成型技術研究進展，旨在為高性能PI樹脂基復合摩擦材料的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用提供有益參考。

1 PI樹脂基復合摩擦材料的發(fā)展現(xiàn)狀

PI樹脂具有輕質(zhì)高強、耐高低溫、耐化學溶劑、低介電、阻燃及優(yōu)良的力學性能，是綜合性能最佳的有機高分子材料之一，非常適合作為高性能復合摩擦材料的樹脂基體使用；但純PI的摩擦因數(shù)和磨損率均較高，很難單獨用于高溫、高速、重載及復雜結構件［25-27］。為進一步提高PI樹脂的摩擦學性能，國內(nèi)外研究人員在PI樹脂的結構改性、共混改性及復合改性（纖維、填料改性）等領域開展了大量卓有成效的研究。

在復合摩擦材料中，PI樹脂基體通常是耐熱性最差的組分，因此對PI樹脂進行結構改性以提高其自身的耐熱性及綜合力學性能，是獲得高性能復合摩擦材料的基礎。但根據(jù)熱固性聚酰亞胺（PI-s）和熱塑性聚酰亞胺（TPI）性能的差異，結構改性的研究側(cè)重點有所不同［28］。PI-s分子主鏈結構剛性較大導致韌性較差、硬度大、模量髙，易在界面上產(chǎn)生較高的應力而造成摩擦學性能下降，因此改善其分子主鏈結構以提高韌性是主要途徑，包括：（1） 在PI-s的分子結構中引入含有柔性鏈結構的二酐或二胺單體來提高韌性；（2） 破壞PI-s分子結構以形成非對稱或無定形態(tài)的PI-s，提高其韌性和耐熱性［29-31］。TPI的韌性較好，但耐熱性和力學性能較差，在摩擦磨損過程中容易產(chǎn)生塑性變形和組織熔融，因此提高其熱穩(wěn)定性和力學性能是研究的主要方向，包括：（1）改變TPI中二胺的結構來改善其耐熱性能；（2） 引入含氟單元提高其強度和高耐熱性等［32-33］。除分子結構改性外，共混改性和復合改性也是開發(fā)高性能PI摩擦材料的重要途徑。共混改性最為常見的是與摩擦因數(shù)低且耐熱性優(yōu)良的PTFE進行共混，可以提高PI樹脂的韌性并降低摩擦因數(shù)，方式包括機械共混、熔融共混、溶液共混、氣流粉碎共混等；與結構改性相比，共混改性更加簡單靈活且成本較低，但往往會削弱PI樹脂在力學、耐熱性等方面的優(yōu)勢［34-35］。復合改性通過在PI樹脂中添加增強增韌纖維［8，36-37］或改性填料如增摩劑［38-40］、潤滑劑［41］、導熱劑［42-43］以及空間填料［44］等，來開發(fā)高品質(zhì)復合摩擦材料，具有可設計性好、成型工藝靈活等優(yōu)點，因而極具市場推廣和應用價值。在新型PI復合摩擦材料的實際研發(fā)過程中，研究人員更多采用摩擦性能調(diào)節(jié)劑和空間填料相結合、或是分子結構改性與復合改性相結合等方式，以獲得高性能的復合摩擦材料。

經(jīng)過近60年的發(fā)展，目前PI-s已歷經(jīng)四代，使用溫度覆蓋280～450 ℃，目前正快速發(fā)展的第四代耐高溫有機無機雜化復合材料，將具有無機特性的結構引入PI分子鏈中，大幅提高了材料的熱氧化穩(wěn)定性、熱分解溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和力學性能，其中最具代表性的是美國Performance Polymer Solutions公司開發(fā)的P2SI-900HT，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度達489 ℃，可在425 ℃以上長期使用［45-46］。TPI樹脂產(chǎn)品中，美國通用電氣（GE）、NASA、杜邦公司和日本三井公司都有代表性產(chǎn)品被廣泛使用，GE公司開發(fā)的新型聚醚酰亞胺（PEI），耐熱溫度達300 ℃；NASA開發(fā)的很多品種的TPI復合材料如LaRC-TPI、LaRC-8515、LaRC-SI等，作為摩擦材料的基體在航空航天領域獲得了廣泛應用；杜邦公司開發(fā)的高性能PI復合材料Vespel，已被制成各種齒輪和精密軸承；三井東亞開發(fā)的Aurum聚酰亞胺，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達250 ℃［47］，在此基礎上開發(fā)的Super Aurum可在350 ℃高溫長期使用［48］，并且適合進行擠出和注射成型，目前在發(fā)動機軸承、外殼、密封件等零部件中獲得了廣泛應用［45］。我國蘭州化物所、長春應化所、北京航空材料研究院、北京航空航天大學、西北工業(yè)大學、南京航空航天大學、南京工業(yè)大學等科研院所在新型PI樹脂基復合摩擦材料的研發(fā)領域也開展了較為系統(tǒng)深入的研究［49-58］。例如，蘭州化物所王齊華團隊開發(fā)的PI樹脂基復合摩擦材料已成功用于超聲電機的轉(zhuǎn)子摩擦部件，提高了超聲電機的使用壽命、能量傳遞效率、運行穩(wěn)定性和可靠性［49-53］；該所固體潤滑國家重點實驗室的3D打印摩擦器件研究團隊在系統(tǒng)探究了光固化3D打印成形PI的摩擦學性能，實現(xiàn)了“按需潤滑”PI自潤滑表界面材料和軸承等零部件的3D打印制造，為復雜結構聚合物自潤滑零部件設計與制造提供了可行方案［54］。長春應化所開發(fā)的新型PI樹脂，在發(fā)電機組、空壓機、傳輸泵密封等領域獲得了廣泛應用，并開展了該系材料在高性能汽車剎車片等民用領域的研究［55-58］。但總體來說，我國PI樹脂基復合摩擦材料的發(fā)展尚處于起步階段，相關應用主要集中在航空航天、武器裝備等領域，民用領域的應用還非常有限，除原料成本高、成分復雜等因素外，PI樹脂復合摩擦材料的成型困難也是關鍵因素之一［59-60］。因此，進一步探索高性能PI樹脂基復合摩擦材料的高效成型工藝很有必要。

2 PI樹脂基復合摩擦材料的成型工藝

2.1 熱模壓成型

熱模壓成型具有工藝簡單、料損少、制品強度高、內(nèi)應力低且重復性較好等諸多優(yōu)點；并且熱模壓成型的溫度一般低于基體熔點，有利于保持材料各組分的原有性能，因而能夠制備出機械強度高、摩擦因數(shù)穩(wěn)定且耐磨性好的多組分復合摩擦材料，是目前制備PI樹脂基復合摩擦材料最常用的方法［61］。典型工藝流程如圖1所示。

圖1 樹脂基復合摩擦材料的典型熱模壓工藝流程Fig.1 Typical hot molding process of resin-based composite friction materials

根據(jù)熱加工特性不同，熱固性和熱塑性的熱模壓工藝參數(shù)存在差異。中科院化學所和航天材料及工藝研究所先后對不同耐溫能力PI-s的化學反應特性和熱模壓工藝進行了較為系統(tǒng)的研究［62-64］。化學所的趙偉棟等研究了熱模壓工藝參數(shù)對耐370 ℃ PI復合材料性能的影響，在280～290 ℃開始加壓有利于降低成型材料的低孔隙率，然后進行400 ℃/6 h固化處理能夠獲得耐熱性能和綜合力學性能良好的復合摩擦材料［62］；曲希明等優(yōu)化了碳纖維增強PMR型PI復合摩擦材料的熱模壓成型工藝，發(fā)現(xiàn)先進行250～370 ℃、2.5 MPa保溫保壓1.5 h，再分別進行320 ℃/2 h和370 ℃/1 h保溫保壓固化，能夠制備出組織結構致密且力學性能優(yōu)良的碳纖維/PI復合材料［63］。航天材料及工藝研究所的潘玲英等研究了KH420樹脂的熱化學反應特性，發(fā)現(xiàn)樹脂的亞胺化在220 ℃時已基本完成；溫度高于220 ℃時為高溫亞胺化階段，其中約305 ℃時樹脂黏度最低，成型工藝性能最優(yōu)［64］。中科院蘭州化物所、蘭州大學、哈爾濱工業(yè)大學、北京航空航天大學、北京航空材料研究院、南京航空航天大學等科研院所針對不同耐熱溫度、不同成分PI-s樹脂基復合摩擦材料的熱模壓成型工藝做了大量研究［65-66］。喻萍等采用熱模壓工藝制備了凹凸棒石改性的PI-s樹脂基復合摩擦材料，通過將CF、Gr、SiO2和ATP粉體在80 ℃干燥5 h后進行高速攪拌，混合均勻后冷壓預成型，最后在370 ℃、6 MPa保溫保壓40 min，自然冷卻至室溫后脫模；所制備的復合摩擦材料與傳統(tǒng)碳纖維/石墨的PI-s復合材料相比磨損率降低約69 %［65］。何國榮等利用熱模壓成型方法制備了PI-s/MoS2/ZnS復合摩擦材料，經(jīng)180～300 ℃、5 MPa加壓和脫氣、再經(jīng)300～350 ℃、10 MPa保溫保壓15 min后制備的復合材料與純PI-s相比摩擦因數(shù)和磨損率分別下降了15.9 %和34.3 %［66］。Yang等熱模壓方法制備了潤滑劑改性的PIs復合摩擦材料（PI-s/MoS2、PI-s/SiO2、PI-s/Si3N4、PI-s/石墨），熱模壓工藝如圖2所示，首先升溫至290 ℃并在1.5 MPa保壓30 min，然后升溫至370 ℃保溫保壓120 min，自然冷卻至室溫。所制備的PI-s/MoS2-20 %復合材料的摩擦因數(shù)最低（0.11），與純PIs相比降低47.6 %；而PI-s/石墨-20 %復合材料的磨損失重最小，較純PI-s降低90.4 %［67］。

圖2 潤滑劑改性的PI-s復合摩擦材料的熱模壓工藝［67］Fig.2 Hot molding process of lubricant modified PI-s composite friction material［67］

TPI的熱模壓成型工藝過程與PI-s相似，但熱壓溫度通常較PI-s有所降低，保壓時間也更短。楊培娟等采用熱模壓方法制備了玄武巖纖維/TPI復合材料，其中模壓溫度為360 ℃、壓力20 MPa、保壓時間30 min所制備的復合材料具有致密的組織和優(yōu)良的綜合力學性能［68］。Wan等采用熱模壓方法制備出了組織結構致密的納米石墨/TPI復合摩擦材料，具體工藝為：10 MPa冷壓→250 ℃、15 MPa保溫保壓90 min→350 ℃、40 MPa保溫保壓70 min→冷卻至室溫→脫模，所制備的復合材料與純TPI相比摩擦因數(shù)和磨損率分別降低了55.63 %和97.39 %［69］。李建勇等采用熱模壓方法制備了石墨烯納米片（GNS）填充的TPI復合材料，混合均勻的原料后置于模具中，采用液壓機雙向加壓90 MPa并保壓20 min冷壓成型，然后在350 ℃保溫保壓60 min后自然冷卻，制備的0.5 %-GNS/TPI多孔復合材料表現(xiàn)出了良好的摩擦磨損性能［70］。Zhu等通過熱模壓工藝制備了TPI/g-C3N4復合摩擦材料，具體工藝為：300 ℃、15 MPa多次熱壓成型，再經(jīng)230 ℃硬化4 h后自然冷卻，所制備的復合材料的摩擦因數(shù)和磨損率隨載荷增大而減小，摩擦學性能較純TPI有明顯改善［71］。除熱壓參數(shù)外，后處理溫度對TPI樹脂基復合摩擦材料的性能也有明顯影響。張杏園等對熱模壓方法制備的TPI樹脂基（M1666）復合材料進行了不同溫度的后處理，后處理溫度為260～280 ℃時復合材料的摩擦因數(shù)有最大值，280～300 ℃時磨損率有最低值；但過高的后處理溫度會導致復合材料的強度和硬度降低，造成摩擦性能不穩(wěn)定［72］。

目前，采用熱模壓工藝制備PI復合材料的工藝已較為成熟，但PI樹脂基體與增強纖維、改性填料之間的相容性較差、界面強度不高等問題仍然存在，進一步探索多組分復合摩擦材料的強結合、致密化熱模壓工藝依然是研究的熱點［73-74］。

2.2 冷-熱等靜壓成型

冷-熱等靜壓成型是基于粉末冶金燒結技術發(fā)展起來的一種特殊模壓成型方法，包括粉料制備→包套真空密封→等靜壓制→包套剝離→后處理等基本流程，按照成型固化溫度高低分為冷等靜壓（CIP）、溫等靜壓（WIP）和熱等靜壓（HIP）。

冷-熱等靜壓成型的工藝條件是影響PI復合材料的綜合力學性能和摩擦學性能的關鍵要素。中科院蘭州化物所的張新瑞公開了一種風電偏航制動器用PI樹脂基復合摩擦材料，具體工藝流程包括預壓→冷等靜壓→熱等靜壓：首先在5～10 MPa壓力下3～5 min預壓制成型，然后以水為介質(zhì)在25～50 MPa冷等靜壓10～15 min，最后在氬氣介質(zhì)中進行為360～390 ℃、120～40 MPa熱等靜壓1～5 h，制備出了耐溫性好、高承載能力、高耐磨的PI樹脂基摩擦材料，在復雜工況下具有相對穩(wěn)定的摩擦因數(shù)和較低的磨損率［75］。

徐明坤等針對空間高精密軸承用多孔PI保持架的服役需求，較為系統(tǒng)地研究了結構因素和冷-熱等靜壓工藝因素對多孔PI材料成孔性能的影響，討論了冷等靜壓過程中的主要致密化機制，工藝流程如圖3所示。隨冷等靜壓壓強增大和時間延長，試樣的致密化程度不斷提高并逐漸趨于穩(wěn)定，較佳的熱等靜壓工藝為120～150 MPa、370 ℃保溫保壓1 h。冷等靜壓過程中的主要致密化機制為前期的粒子靠近、重排及中后期的剪切變形，該過程會從根本上影響PI的成孔性；提高熱等靜壓溫度和延長保壓時間有利于獲得更大孔徑，該過程中主要致密化機制為高溫高壓下的剪切變形和塑性變形，利用封存的氣體受熱膨脹實現(xiàn)擴孔［76］。徐明坤等還采用冷-熱等靜壓成型方法制備了雙尺度多孔PI（PPI），通過在90 MPa冷等靜壓15 min，然后390 ℃熱等靜壓2 h，所制備的PPI具有穩(wěn)定的低摩擦因數(shù)（0.096）和極低磨損率［0.68×10-6mm3/（N/m）］［77］。

圖3 冷-熱等靜壓制備多孔PI示意圖［76］Fig.3 Schematic diagram of porous polyimide prepared by coldhot isostatic pressing ［76］

采用冷-熱等靜壓方法能夠制備出密度高、成分均勻的高品質(zhì)制件，但工藝條件復雜、制備周期長、效率較低、設備昂貴等不足限制了該工藝的實際工程應用。有必要深入探究PI樹脂基復合摩擦材料在冷-熱等靜壓過程中組織及界面結構等的形成、演化規(guī)律與機制，在此基礎上進一步簡化和優(yōu)化其冷-熱等靜壓工藝。

2.3 3D打印成型

3D打印成型具有高精度、低成本等諸多優(yōu)勢，并且能夠一體化成型幾何形狀復雜的構件，解決PI復合摩擦材料加工困難的問題，因而受到越來越多的重視。目前，3D打印PI樹脂的研發(fā)及其配套的成型工藝是的研究熱點，打印方式主要有熔融沉積（FDM）、光固化（SLA）成型及直書寫3D打印（DIW）等［78］。

新型PI樹脂基復合摩擦材料的開發(fā)一直是PI樹脂基摩擦材料3D打印成型研究的重要內(nèi)容。丁鏡紅等采用苯乙炔基封端聚酰胺酸溶液（PAA）為基體，NaCl為致孔劑與流變性能調(diào)節(jié)劑，碳纖維（CF）為增強填料和流變性能調(diào)節(jié)劑，制備了3D打印多孔熱固性PI含油復合材料，該復合材料具有優(yōu)異的耐熱、儲油、出油性能及浸油摩擦學性能［79］。Guo等研究了數(shù)字光處理（DLP）3D打印的光固化PI油墨制備技術，制備了適用于逐層沉積、并且具有良好力學性能和耐熱性能的PI復合材料［80］。Zhang等通過分子設計和模擬計算，開發(fā)了一種適用于直接書寫打印機的墨水，以該墨水為基體配置的PI/MoS2復合油墨，經(jīng)3D打印制備了摩擦因數(shù)低且穩(wěn)定的梯度PI/MoS2，其磨損率與3D打印的純PI相比降低68 %［81］。

PI樹脂基復合摩擦材料的3D打印成型工藝是當前研究的另一個熱點領域。WU等研究了打印溫度對TPI構件層間黏合性能的影響，結果表明，TPI（M200，長春高琦聚酰亞胺材料有限公司生產(chǎn)）適宜的3D打印溫度為320～340 ℃；在該溫度范圍，層間黏結力隨溫度升高呈先增大后減小規(guī)律，當打印溫度為335 ℃時打印件的層間結合力有最大值，為344.5 N［82］。姚昕樂等對比研究了光固化3D打印與傳統(tǒng)涂膜成形工藝所制備TPI復合材料的力學性能、熱穩(wěn)定性及摩擦學性能，結果表明，為改善光固化3D打印成形而加入的活性稀釋劑和交聯(lián)劑對光敏PI的力學性能有一定提升作用，但削弱了減摩抗磨和耐熱性能：相較于涂膜成形試樣，3D打印樣品的耐熱性能降低了80 ℃，摩擦因數(shù)升高了0.08，磨損率增加了8.1×10-6mm3/（N·m）［83］。Yao等通過對聚四氟乙烯（PTFE）填充的光敏聚酰亞胺（PSPI）油墨進行數(shù)字光處理和后熱處理，3D打印出了具有優(yōu)良力學性能、熱穩(wěn)定性和摩擦性能的PSPI-PTFE復合材料，摩擦因數(shù)和磨損率較PI樹脂分別大幅降低88 %和98 %，適用于制造復雜和特殊形狀的器件［84］。

3D打印雖然是極具潛力的PI樹脂基復合摩擦材料制備方法，但從已有研究來看，3D打印的PI復合材料構件普遍存在層間結合力弱、收縮率高、表面粗糙度大等問題，并且受加工窗口窄、流動性差等因素的影響，打印多組分復合摩擦材料困難。因此，開發(fā)流動性強、收縮率低、相容性好的新型PI樹脂基復合材料及其配套的高效、高精度打印工藝，對3D打印PI樹脂基復合摩擦材料的發(fā)展意義明顯。

2.4 其他成型技術

2.4.1 注射成型

注射成型是一種廣泛使用的塑料制品生產(chǎn)技術，能夠高效生產(chǎn)外形復雜、尺寸精確的塑料制品，但需要具有良好流動性才能快速充滿模腔，因此PI樹脂復合摩擦材料注塑成型方面的研究主要以TPI為主。

Liu等采用注塑成型方法制備了納米MoS2/TPI樹脂基復合摩擦材料，具體工藝過程如圖4所示：首先采用并聯(lián)雙螺桿擠壓造粒機制備MoS2納米粉末和TPI顆粒均勻混合的線材并切割為小顆粒，然后采用DKM注射機將混合顆粒熔化并注射成型為立方體；所制備的復合摩擦材料與純TPI相比雖然綜合力學性能有所下降，但摩擦學性能顯著提高，并且能夠有效抑制摩擦誘發(fā)的顫振和噪音［85］。宋艷江等采用注射成型和熱模壓成型2種工藝制備了TPI/碳纖維（CF）復合材料，對比了2種工藝產(chǎn)品的力學性能和摩擦磨損性能，發(fā)現(xiàn)注射成型復合材料的摩擦因數(shù)和磨損率分別為熱模壓成型的1.7倍和1.5倍［86］。楊培娟等采用注射成型方法制備了石墨和聚四氟乙烯改性的TPI樹脂復合材料，研究了成型溫度和壓力對其成型性和性能的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)360 ℃、120～150 MPa注射成型的復合材料再經(jīng)200 ℃、30 min熱處理后表現(xiàn)出了優(yōu)良的綜合性能，能夠滿足汽車用止推墊圈的服役要求［87］。

圖4 納米MoS2/TPI樹脂基復合摩擦材料的注塑工藝流程［85］Fig.4 Injection molding process of nano-MoS2/TPI resin matrix composite friction material［85］

注射成型雖然是制備高品質(zhì)PI樹脂基復合摩擦材料的有效方法，但受PI樹脂難溶難熔、流動性差等特性的影響，采用該方法制備PI樹脂復合摩擦材料還存在較多局限，開發(fā)流動性更好的新型PI樹脂基體或復合材料，是推動該方法在PI樹脂復合摩擦材料領域應用的關鍵。

2.4.2 擠出成型

擠出成型是一種高效、成本低且適應性強的成型方法，也是塑料成型最主要的方法之一，常用于制備PI樹脂基復合摩擦材料或薄膜。南京工業(yè)大學的王曉東等利用共混擠出方法制備了聚酰亞胺-聚四氟乙烯（PI-PTFE）復合材料，研究了PTFE含量對復合材料熱性能及摩擦性能的影響，發(fā)現(xiàn)制得的PI-PTFE復合材料兩相不相容，在250 ℃以下尺寸穩(wěn)定性較好，熱分解速率隨PTFE含量增加而增加；干摩擦時，隨PTFE含量增加復合材料的摩擦因數(shù)降低，但磨損率增加［88］。任小龍等介紹了PI樹脂薄膜擠出流涎系統(tǒng)的工作原理及其設備結構，較為系統(tǒng)詳細地分析了擠出系統(tǒng)中平模頭、模頭支架等對PI薄膜制造過程和性能的影響，對PI樹脂薄膜的實際生產(chǎn)有一定參考價值［89］。

擠出成型一般與增材制造技術配合使用，通過將PI樹脂或其復合材料熔融后從加熱噴頭擠出，然后迅速冷卻、固化堆積后成型，要求打印材料具有一定的柔性、強度以及熔融后具有好的流動性，但目前滿足上述要求的PI樹脂或其復合材料的發(fā)展還不成熟［90］。

2.4.3 熱壓罐成型

熱壓罐成型利用罐內(nèi)的高溫壓縮氣體產(chǎn)生的壓力對復合材料坯料進行加熱加壓來完成固化成型，是樹脂基復合材料最成熟的成型工藝之一，廣泛用于航空航天領域大型復雜結構件制造。但熱壓罐成型設備的體積大、結構復雜且一次建設投入高，限制了該技術在PI復合摩擦材料成型領域的應用。

3 結語

PI是我國新材料產(chǎn)業(yè)“十四五”規(guī)劃發(fā)展的重要材料之一，以PI樹脂為基體的高性能復合摩擦材料在航空航天、新能源汽車、以及各種高性能精密機械如電磁制動器、超聲電機等領域具有廣闊的應用前景。但目前PI復合摩擦材料的實際應用還非常有限，民用領域的產(chǎn)業(yè)化應用更是非常鮮見。促進PI復合摩擦材料的進一步工程應用，需要在發(fā)展新型高性能PI及其復合材料的基礎上，開發(fā)配套的高質(zhì)量、高效成型技術。未來需要在以下幾個方面進一步開展系統(tǒng)深入研究：

（1） 進一步強化PI樹脂合成、改性等方面的基礎研究，開發(fā)成型溫度范圍廣、流動性好、易加工且綜合力學性能、摩擦學性能優(yōu)良的新型PI樹脂及其復合摩擦材料。

（2） 繼續(xù)深入開展多組分PI復合摩擦材料成型過程中的組織、相、相容性、界面微結構等的形成與演化機制研究，鞏固和優(yōu)化傳統(tǒng)成型技術的工藝基礎，著力解決3D打印等新技術存在的痛點問題，促進高性能復合摩擦材料的高效、低成本成型工藝的快速發(fā)展。

（3） 結合計算機、人工智能等現(xiàn)代技術，大力開展PI樹脂基復合摩擦材料成型工藝的模擬與虛擬仿真技術，以提高成型工藝的優(yōu)化效率和節(jié)約試錯成本。