液氧是航天器燃料體系中應(yīng)用最為廣泛的氧化劑。液氧貯箱體積巨大,研發(fā)用于制造液氧貯箱的輕質(zhì)材料,對于航天器整體減重,提高有效載荷比,降低發(fā)射成本有著巨大的意義。聚合物基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于具有極高的比強(qiáng)度和比模量,因此成為了最具應(yīng)用潛力的新型結(jié)構(gòu)材料。然而,航天發(fā)射關(guān)系重大,聚合物材料用于液氧貯箱的安全性是必須擺在首位的因素。本文以獲得液氧相容的聚合物基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基體樹脂為研究目標(biāo),以熱點(diǎn)理論和自由基理論為理論基礎(chǔ),通過在環(huán)氧樹脂中引入苯并噁嗪結(jié)構(gòu)以提高固化物的熱穩(wěn)定性,引入含磷基團(tuán)對聚合物熱解過程中生成的自由基進(jìn)行捕獲,最終獲得了與液氧相容的環(huán)氧/苯并噁嗪基體樹脂。最后,引入改性納米粒子對環(huán)氧/苯并噁嗪樹脂基體的力學(xué)性能進(jìn)行增強(qiáng),得到了力學(xué)性能良好的與液氧相容的樹脂基體材料。論文各章節(jié)主要內(nèi)容如下:1.在雙酚A型環(huán)氧樹脂分子側(cè)鏈引入烷氧基接入點(diǎn),得到改性環(huán)氧樹脂EP-IPTS。采用溶膠凝膠法,將合成的DOPO衍生物DOPO-TVS以Si-O共價(jià)鍵引入到環(huán)氧分子側(cè)鏈,在不消耗環(huán)氧樹脂環(huán)氧基的情況下,同時(shí)引入了具有自由基捕獲作用的DOPO結(jié)構(gòu)和增韌作用的網(wǎng)狀聚硅氧烷結(jié)構(gòu)。由于交聯(lián)密... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?８〇６丨１＾研制的（１）２．４１１１（上）和０５．５１１１（下）的復(fù)合材料貯箱［４５］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｔａｎｋｓ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?Ｂｏｅｉｎｇ?（ｔｏｐ：?２．４?ｍ．?ｂｏｔｔｏｍ：?５．５?ｍ）．??

幕費(fèi)酰?講?f嗪樹脂體系的設(shè)計(jì)、制備與性能研究??ｌｌｐ｜｜Ｍ??圖１．３?Ｓｐａｃｅ?Ｘ公司研制的直徑１２?ｍ的低溫復(fù)合材料貯箱［４７］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｔａｎｋ?ｏｆ?０１２?ｍ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?Ｓｐａｃｅ?Ｘ．??從ＮＡＳＡ與ＬＭ制造的直徑１．２?ｍ?ｆｔ箱，到ＳｐａｃｅＸ公司研制的直徑１２?ｍ復(fù)合材料??貯箱，復(fù)合材料貯箱的尺寸與航空航天器的實(shí)際需求正在不斷靠近，如圖１．４所示。復(fù)??合材料貯箱在重量、成本、制造周期方面均顯現(xiàn)巨大優(yōu)勢。因此，研制復(fù)合材料推進(jìn)劑??貯箱己成為必然趨勢［４８］。??減重?２〇￣４〇％??成本降低約２５。／。??ａ麵翁“??〇??＾???１９９６?２０１４?２０１６??年份??圖１．４國外復(fù)合材料推進(jìn)劑貯箱發(fā)展歷程??Ｆｉｇ．?１．４?Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ?ｔａｎｋｓ??１．２．２國內(nèi)復(fù)合材料低溫推進(jìn)劑貯箱研究進(jìn)展??２００２年，國家８６３計(jì)劃正式立項(xiàng)開展復(fù)合材料液氧儲罐與鋁鋰合金液氫貯箱的研究??工作。此后，國內(nèi)一些科研單位進(jìn)行了聚合物材料與液氧相容性的研究工作。國防科技??４??

定質(zhì)量的重錘從一定高度自由落下，重錘下方撞針擊中完全浸沒于液氧中的待測材料，??觀察試樣在撞擊過程中的敏感性反應(yīng)現(xiàn)象，包括燃燒、爆炸、火花和焦痕。液氧撞擊試??驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖１．５所示，其主要結(jié)構(gòu)包括撞錘、撞擊柱、試樣杯，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的沖擊能??量為９８Ｊ，即１０ｋｇ撞錘自ｌｍ高度自由落體到達(dá)底面所釋放的動能值，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，如??果測試材料在２０次獨(dú)立重復(fù)撞擊試驗(yàn)中不發(fā)生任何上述四種敏感性現(xiàn)象，或在６０次撞??擊試驗(yàn)中僅發(fā)生１次敏感性現(xiàn)象，即可認(rèn)為材料與液氧相容［４４］。??ＮＡＳＡ的液氧相容性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能定量地反映材料與液氧的相容程度，其試驗(yàn)結(jié)果??只有“通過”和“不通過”兩種，不利于對不同體系材料間的液氧相容性優(yōu)劣的比較。??因此，在ＡＳＴＭＤ２５１２－９５測試方法的基礎(chǔ)之上，后來的研究者引入了液氧撞擊敏感性??指數(shù)這個(gè)參數(shù)，其計(jì)算方法如式１．１，其中Ｓ為液氧撞擊敏感性指數(shù)，Ｎ為試樣獨(dú)立重??復(fù)撞擊試驗(yàn)次數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚合物基輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料的制備及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 尹偉濤,于良民,劉方濤,趙海洲.  塑料工業(yè). 2018(10)
[2]超低溫用碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的性能研究[J]. 王曉蕾,王芳,劉千立,王鈞,田杰.  宇航材料工藝. 2018(05)
[3]DOPO及其衍生物阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 李敏亮,杜珩,張平.  廣東化工. 2018(17)
[4]環(huán)保型溴系阻燃劑研究進(jìn)展[J]. 田赪,李迎春,蔡智奇,宮青海.  工程塑料應(yīng)用. 2018(09)
[5]環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠粘劑增韌方法研究進(jìn)展[J]. 李亞儒,陳康.  山東化工. 2018(12)
[6]阻燃劑的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 滕廣遠(yuǎn),陳俊宏.  化工時(shí)刊. 2018(04)
[7]從“重鷹”發(fā)射成功看中美航天發(fā)展[J]. 薛惠鋒,祝彬,康熙瞳,李成方,張凱,張浩.  中國航天. 2018(02)
[8]淺談航空航天工程中的合金材料[J]. 劉睿辰.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(04)
[9]航空航天燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)用起/發(fā)電機(jī)技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 陳強(qiáng),卓亮.  飛航導(dǎo)彈. 2017(12)
[10]我國航天發(fā)展需要更強(qiáng)“動力”——專訪液體火箭發(fā)動機(jī)專家張貴田院士[J]. 徐菁.  中國航天. 2016(10)

博士論文
[1]納米Sb2O3表面改性及其對PBT基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[D]. 楊文龍.蘭州理工大學(xué) 2018
[2]與液氧相容性聚合物及其復(fù)合材料研究[D]. 王戈.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]Cf/改性環(huán)氧復(fù)合材料低溫界面性能及液氧相容性研究[D]. 舒鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料低溫液氧相容性研究[D]. 張建峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂耐熱性能的研究[D]. 吳萬堯.廈門大學(xué) 2009



本文編號：3265884