【摘要】：隨著航天工業(yè)的發(fā)展對輕質(zhì)隔熱材料的要求越來越高,傳統(tǒng)發(fā)泡型隔熱材料的結(jié)構(gòu)強度不足,需要開發(fā)一種輕質(zhì)材料填充的高強隔熱復合材料。然而輕質(zhì)填料的填充工藝要求低粘度的樹脂基體,因此需要對樹脂進行低粘度改性。通過在材料內(nèi)摻入大量閉孔的輕質(zhì)填料,實現(xiàn)輕質(zhì)、高強、隔熱一體化材料的制備,以滿足航天工業(yè)對輕量化高強度隔熱材料的需求。本文用三種活性稀釋劑對環(huán)氧樹脂進行低粘度改性,以兩種固化劑組成復配固化體系,研究了活性稀釋劑對低粘度樹脂體系粘度的影響規(guī)律,分析了活性稀釋劑對樹脂澆注體壓縮性能的影響,優(yōu)化出最佳低粘度樹脂體系。在優(yōu)化體系的基礎(chǔ)上加入輕質(zhì)中空微珠以降低復合材料的密度與熱導率,研究中空微珠對復合材料密度、力學性能、隔熱性能的影響,與傳熱模型對材料熱導率理論計算值進行了對比分析,在此基礎(chǔ)上初步探討了輕質(zhì)隔熱復合材料的隔熱機制。研究顯示,三種活性稀釋劑對環(huán)氧樹脂粘度降低的有效摻量區(qū)間在15%以內(nèi)。本文得到的優(yōu)化低粘度樹脂體系為芐基縮水甘油醚稀釋劑摻量為10%的低粘度樹脂體系。該體系常溫下粘度為2840 mPa·s,降粘效果理想,其樹脂澆注體的壓縮強度為105.7MPa,壓縮模量為2.649GPa。以中空微珠為輕質(zhì)填料制備的輕質(zhì)隔熱復合材料,當中空微珠的體積分數(shù)低于30%時,材料的壓縮斷裂形式為45°斷裂,材料的主要承載結(jié)構(gòu)為低粘度樹脂基體,高于30%時,斷裂形式為層狀破壞,主要承載結(jié)構(gòu)為中空微珠。在中空微珠體積分數(shù)為30%時綜合性能最佳,材料密度為0.91g/cm3,壓縮強度為83.8MPa,壓縮模量為2.29Gpa,熱導率為0.1676W/m·K。材料導熱并聯(lián)模型及Maxwell-Eucken模型計算的該材料熱導率與實測值偏差均在5%以內(nèi)。本文研究的輕質(zhì)隔熱復合材料的導熱機制主要為材料的固體及中空微珠內(nèi)氣體的熱傳導,中空微珠內(nèi)的氣體對流及材料的熱輻射對該隔熱材料熱傳導的貢獻可忽略。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB332;TQ323.5
【圖文】：

后的機械性能及耐熱性能，比不飽和聚酯樹脂要更好[25]。雙酚 A 型高純低粘樹脂其制備方法一般有： 合成法； 精制分離法。而合成法為一步法和兩步法[26-28]。這兩種方法的共同之處是均有開環(huán)的醚化反應，差別一步法的醚化和閉環(huán)為共同進行。 精制分離法可以分成三類，分別是： 蒸法和分離法[29]。精制分離法的主要原理，是利用 0 聚合度的雙酚 A 縮水甘油醚與具有一定聚合 A 縮水甘油醚的沸點有所差異，從而按不同沸點分離物質(zhì)，最終改變環(huán)氧樹脂[30]。三種方法中，蒸餾法具有操作工藝簡單、制備效率高的優(yōu)點，缺點是該操要有大型設備進行，投產(chǎn)成本較高；萃取法具有使用溶劑萃取后較難回收溶劑損大的缺點。分離法制備的環(huán)氧樹脂純度高，然而制備效率較低，制備工藝比工藝條件要求較高。沈陽化工研究所采用了兩步法催化，又通過溶劑萃取精制后，合成了具有良好粘度環(huán)氧樹脂 E-54。不過跟外國的同類產(chǎn)品相比，其在產(chǎn)品的粘度以及精制純舊有較大的不足[31]。

性料允許水通過的程度。它是根據(jù)在特定的溫度位蒸汽壓力差導致的單位厚度、單位面積、單指具有高孔隙率、低密度、低熱導率的材料，導的工程材料。所有材料在熱傳導時都具有特無關(guān)。熱量從高溫物體自然流向低溫物體，這域的迅猛發(fā)展，該領(lǐng)域?qū)Ω魺岵牧咸岢龅囊蠼档秃娇蘸教彀l(fā)射成本。因此，普通隔熱材料隔熱、低密度、綠色的隔熱材料研究是熱防護其成分（天然或合成材料），形式（纖維氈，隔熱混凝土模板，結(jié)構(gòu)化面板和稻草捆），傳熱

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本文編號：2720109