苯并噁嗪樹脂具有優(yōu)異的成炭和抗高溫氧化性能,是新一代的耐燒蝕樹脂。以雙酚A-苯胺型苯并噁嗪樹脂為耐燒蝕樹脂,采用1H-NMR、DSC和轉(zhuǎn)矩流變儀研究其成環(huán)率和加工性能;以硅橡膠為耐燒蝕基體,采用熔融共混方法制備了硅橡膠苯并噁嗪樹脂耐燒蝕復(fù)合材料。進(jìn)行力學(xué)和氧乙炔焰燒蝕檢測(cè),利用FT-IR、Raman和SEM研究復(fù)合材料綜合性能和燒蝕結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:苯并噁嗪樹脂能夠明顯提高硅橡膠復(fù)合材料的耐燒蝕性能,當(dāng)樹脂添加量為20份時(shí),復(fù)合材料具有較好的耐燒蝕和力學(xué)性能;該復(fù)合材料經(jīng)過(guò)氧乙炔焰燒蝕后,燒蝕層形成表面陶瓷層、裂解炭化層和基體層。表面陶瓷層主要由SiO₂,SiC和C組成,裂解炭化層的主要組由C,SiO₂,SiC以及炭化徹底的碳和炭化不完全的有機(jī)結(jié)構(gòu)組成。 

【文章來(lái)源】：航空材料學(xué)報(bào). 2017,37(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

BZ預(yù)聚體的1H-NMＲ圖(甲苯溶劑中)

航空材料學(xué)報(bào)第37卷定固化溫度最常用的方法。圖2和圖3分別是苯并噁嗪樹脂的DSC曲線和轉(zhuǎn)矩流變曲線。圖2苯并噁嗪樹脂DSC曲線Fig．2DSCofpolybenzoxazineresin圖3苯并噁嗪樹脂的扭矩-溫度關(guān)系曲線Fig．3Torque-temperaturecurveofpolybenzoxaineresin由圖2可見(jiàn)，苯并噁嗪樹脂從60℃時(shí)開始持續(xù)吸熱，在90℃時(shí)達(dá)到最大吸熱溫度，此階段失重率幾乎為零，表明此時(shí)苯并噁嗪發(fā)生熔融相變，圖3所示的硅橡膠/苯并噁嗪樹脂的扭矩-溫度曲線也更進(jìn)一步確定了體系的熔融轉(zhuǎn)變，由50℃時(shí)的22．1N·m降低到90℃時(shí)的4．5N·m。繼續(xù)升高溫度，苯并噁嗪樹脂黏度繼續(xù)降低，但明顯趨緩，而由圖2中顯示苯并噁嗪樹脂在90～150℃范圍內(nèi)開始發(fā)生交聯(lián)放熱反應(yīng)，因此初步確定90℃為硅橡膠/苯并噁嗪樹脂體系的熔融共混溫度。由圖2還可見(jiàn)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高到180℃時(shí)，放熱效應(yīng)明顯，說(shuō)明此時(shí)苯并噁嗪樹脂交聯(lián)固化反應(yīng)明顯。通常熱硫化硅橡膠(DCP硫化劑)一段硫化溫度為170℃左右，因此將模壓溫度確定為180℃，不僅能能保證硅橡膠的硫化，也保證了苯并噁嗪的固化。圖2中繼續(xù)升高溫度到240℃，苯并噁嗪樹脂達(dá)到最大放熱溫度，說(shuō)明該溫度下苯并噁嗪樹脂發(fā)生固化速率最快，因此確定240℃為硅橡膠/苯并噁嗪樹脂體系的二段固化溫度。圖4為所制備的試樣。由圖4可見(jiàn)，不同溫度下所制備試樣的顏色變化明顯，表明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。圖4不同硫化階段復(fù)合材料的形貌圖Fig．4Photosofcompositeindifferentvulcanizationstages(a)90℃;(b)180℃;(c)240℃2．2BZ添加量對(duì)力學(xué)性能的影響固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層復(fù)合材料不但要有優(yōu)異的耐燒蝕性能，同時(shí)也要具有一定的力學(xué)性能，能夠緩沖殼體的應(yīng)力［19］。圖5是不同苯并噁嗪份數(shù)對(duì)復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率影響的變?

航空材料學(xué)報(bào)第37卷定固化溫度最常用的方法。圖2和圖3分別是苯并噁嗪樹脂的DSC曲線和轉(zhuǎn)矩流變曲線。圖2苯并噁嗪樹脂DSC曲線Fig．2DSCofpolybenzoxazineresin圖3苯并噁嗪樹脂的扭矩-溫度關(guān)系曲線Fig．3Torque-temperaturecurveofpolybenzoxaineresin由圖2可見(jiàn)，苯并噁嗪樹脂從60℃時(shí)開始持續(xù)吸熱，在90℃時(shí)達(dá)到最大吸熱溫度，此階段失重率幾乎為零，表明此時(shí)苯并噁嗪發(fā)生熔融相變，圖3所示的硅橡膠/苯并噁嗪樹脂的扭矩-溫度曲線也更進(jìn)一步確定了體系的熔融轉(zhuǎn)變，由50℃時(shí)的22．1N·m降低到90℃時(shí)的4．5N·m。繼續(xù)升高溫度，苯并噁嗪樹脂黏度繼續(xù)降低，但明顯趨緩，而由圖2中顯示苯并噁嗪樹脂在90～150℃范圍內(nèi)開始發(fā)生交聯(lián)放熱反應(yīng)，因此初步確定90℃為硅橡膠/苯并噁嗪樹脂體系的熔融共混溫度。由圖2還可見(jiàn)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高到180℃時(shí)，放熱效應(yīng)明顯，說(shuō)明此時(shí)苯并噁嗪樹脂交聯(lián)固化反應(yīng)明顯。通常熱硫化硅橡膠(DCP硫化劑)一段硫化溫度為170℃左右，因此將模壓溫度確定為180℃，不僅能能保證硅橡膠的硫化，也保證了苯并噁嗪的固化。圖2中繼續(xù)升高溫度到240℃，苯并噁嗪樹脂達(dá)到最大放熱溫度，說(shuō)明該溫度下苯并噁嗪樹脂發(fā)生固化速率最快，因此確定240℃為硅橡膠/苯并噁嗪樹脂體系的二段固化溫度。圖4為所制備的試樣。由圖4可見(jiàn)，不同溫度下所制備試樣的顏色變化明顯，表明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。圖4不同硫化階段復(fù)合材料的形貌圖Fig．4Photosofcompositeindifferentvulcanizationstages(a)90℃;(b)180℃;(c)240℃2．2BZ添加量對(duì)力學(xué)性能的影響固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層復(fù)合材料不但要有優(yōu)異的耐燒蝕性能，同時(shí)也要具有一定的力學(xué)性能，能夠緩沖殼體的應(yīng)力［19］。圖5是不同苯并噁嗪份數(shù)對(duì)復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率影響的變?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3512137