芳氧基聚磷腈与成瓷填料的协同成炭行为研究

通过机械共混法,在芳氧基聚磷腈中分别添加针状硅灰石、云母、碳化硼、氮化硼成瓷填料,制备了耐烧蚀复合材料。材料经管式炉高温炭化后对炭层的三点弯曲强度进行测试,并采用氧乙炔火焰烧蚀方法对材料耐烧蚀性能进行表征,通过扫描电子显微镜和热重分析仪对材料烧蚀后的形貌以及热失重行为进行分析和研究。研究表明硅灰石、云母的加入使高温下芳氧基聚磷腈表面形成坚硬、致密、连续的陶瓷状壳层,这种连续陶瓷状壳层可明显降低其下层复合材料的热分解速率,在氧乙炔火焰冲刷过程中能够使复合材料保持完整的炭层形貌以及低线烧蚀率。硅灰石、云母的加入提高了复合材料的阻燃性能,硅灰石添加量为30%(质量分数)时,复合材料高温炭化后三点弯曲强度最高,达到21.3MPa,最低线烧蚀率为0.093mm/s;云母添加量为30%质量分数)时,复合材料阻燃效果最好,氧指数为42。

基于松香酸酐的生物质环氧树脂体系流变特性

黏度是热固性树脂基体加工成型中主要的流变学参数。采用锥板旋转黏度计分别检测树脂体系在动态和稳态下的黏度-温度曲线和黏度-时间曲线,并根据优化改进的六参数双Arrhenius方程研究基于松香酸酐的生物质树脂体系的流变特性,分别由黏度相对方程的指数形式和对数形式拟合获得反应速率常数K和指前因数A,建立两种黏度模型。由对数形式拟合获得的黏度模型与实验测试值的吻合程度要优于用指数型关系式获得的黏度模型。流变模型揭示了生物质树脂体系在不同工艺条件(T,t)下的黏度变化规律,为复合材料制造过程中工艺参数的优化提供必要的科学依据。

交联型苯氧混合取代聚磷腈的合成

通过分析国内外大量关于聚磷腈性能的研究,分析聚磷腈侧基的不同化学结构所应具备的理化性能,为了实现聚磷腈弹性体在热防护材料方面的高性能化,本章关于聚磷腈的合成主要体现以下特点:(1)确定芳氧基团(苯氧基团和乙基苯氧基团)为耐烧蚀型聚磷腈的主要取代侧基;(2)配合引入第二取代侧基,与芳氧基团形成混合取代侧基的聚磷腈弹性体,以干扰芳氧基团侧基的规整性和结晶性;(3)为了提高聚磷腈的力学性能,在磷位侧基上添加少量含有不饱和双键的化学基团。聚磷腈弹性体在硫化过程中可以采用过氧化物和硫磺复配硫化,以提高硫化聚磷腈弹性的力学性能。本文主要对合成产物的化学结构、分子量、热失重等进行了测试表征,为后续的热防护材料配方的优化探索提供产品保障。