復(fù)合材料中的基體材料

1、復(fù)合材料增強(qiáng)材料 基體 在纖維復(fù)合材料成型過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一定物理的和化學(xué)的復(fù)雜的變化過(guò)程，基體與增強(qiáng)復(fù)合材料都具有特定形狀的整體材料。界 面聚合物基CM thermosetting熱 固 性 樹(shù) 脂 （重要）環(huán)氧樹(shù)脂 Epoxy resin酚醛樹(shù)脂 phenolic resin不飽和樹(shù)脂 unsaturated resinetc. thermoplastic熱 塑 性 樹(shù) 脂聚烯烴： PE、PP、PolyolefinPolyamidePolycarbonate聚苯硫醚聚砜PEEKetc.金屬基CM Al、Mg、Ti陶瓷基 Al2O3、SiO2、SiCCarbon Matrix 玻璃、水泥、石灰

2、2.2 熱固性樹(shù)脂在熱和化學(xué)固化劑的作用下，能夠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成的不溶不熔的樹(shù)脂。應(yīng)注意到, 在復(fù)合材料成型前熱固性樹(shù)脂是可熔或可溶的，而在成型后才變成不溶不熔的。什么是不飽和聚酯？2.2.1.1. 概述二元醇二元酸縮合逐步聚合聚酯H2O例如：例如：n HOCH2CH2OH n HOOC R COOH+H O-CH2CH2OCO R COn-OH (2n-1) H2O+HO-R-OH +RCCOOOHO-R-OCOO-R-COOH 羥基酸之間或羥基酸與二元醇之間進(jìn)行縮聚反應(yīng)羥基酸之間或羥基酸與二元醇之間進(jìn)行縮聚反應(yīng)2HOR-OCORCOOHHOROCORCOOROCORCOOH + H2Ok

3、1k2HOR-OCORCOOH+HOROHk1k2HOROCORCOOROH + H2O不飽和雙鍵加熱或交聯(lián)劑雙鍵打開(kāi)，交聯(lián) 鏈終止鏈終止 一般不加入終止劑，在出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象后，反應(yīng)體系會(huì)一般不加入終止劑，在出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象后，反應(yīng)體系會(huì)出現(xiàn)自加速效應(yīng)，使反應(yīng)迅速進(jìn)行，放出大量的熱，使三出現(xiàn)自加速效應(yīng)，使反應(yīng)迅速進(jìn)行，放出大量的熱，使三維狀結(jié)構(gòu)變得更加緊密，限制了單體的擴(kuò)散，使總的聚合維狀結(jié)構(gòu)變得更加緊密，限制了單體的擴(kuò)散，使總的聚合速率下降。速率下降。 為了進(jìn)一步充分固化，常需要采用較長(zhǎng)時(shí)間的加熱過(guò)為了進(jìn)一步充分固化，常需要采用較長(zhǎng)時(shí)間的加熱過(guò)程，以促進(jìn)共聚反應(yīng)趨于完全。程，以促進(jìn)共聚反應(yīng)趨于完全

4、。PUUPR+提高產(chǎn)品強(qiáng)度，強(qiáng)度高，韌性好 另外還有提高耐熱性、阻燃性等。另外還有提高耐熱性、阻燃性等。1 1間苯型不飽和聚酯和鄰苯型不飽和聚酯間苯型不飽和聚酯和鄰苯型不飽和聚酯2 2雙酚雙酚A A型不飽和聚酯型不飽和聚酯3. 3. 乙烯基酯樹(shù)脂乙烯基酯樹(shù)脂a 乙烯基乙烯基位于分子鏈的端部，具有非常位于分子鏈的端部，具有非常高的活性高的活性，能分子，能分子 間均聚，也能與交聯(lián)單體共聚，使樹(shù)脂快速固化；間均聚，也能與交聯(lián)單體共聚，使樹(shù)脂快速固化；b 甲基甲基可屏蔽酯鍵，可屏蔽酯鍵，提高耐化學(xué)性能和耐水解穩(wěn)定性提高耐化學(xué)性能和耐水解穩(wěn)定性。c 酯鍵酯鍵乙烯基酯樹(shù)脂中，每單位相對(duì)分子質(zhì)量中的酯鍵比乙

5、烯基酯樹(shù)脂中，每單位相對(duì)分子質(zhì)量中的酯鍵比 耐腐蝕不飽和聚酯少耐腐蝕不飽和聚酯少3550，故提高了樹(shù)脂在酸、堿溶，故提高了樹(shù)脂在酸、堿溶 液中的液中的水解穩(wěn)定性水解穩(wěn)定性。d 仲羥基仲羥基分子鏈上的仲羥基與玻璃纖維表面上的羥基相互分子鏈上的仲羥基與玻璃纖維表面上的羥基相互 作用，可以作用，可以改善樹(shù)脂對(duì)玻璃纖維的浸潤(rùn)性和粘結(jié)性改善樹(shù)脂對(duì)玻璃纖維的浸潤(rùn)性和粘結(jié)性。這是采。這是采 用乙烯基酯樹(shù)脂可以制得高強(qiáng)度復(fù)合材料的原因之一。用乙烯基酯樹(shù)脂可以制得高強(qiáng)度復(fù)合材料的原因之一。e 環(huán)氧樹(shù)脂骨架環(huán)氧樹(shù)脂骨架它賦予乙烯基酯樹(shù)脂韌性，分子中的醚鍵它賦予乙烯基酯樹(shù)脂韌性，分子中的醚鍵 可使樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐酸

6、性，分子中的雙酚可使樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐酸性，分子中的雙酚A結(jié)構(gòu)可使樹(shù)脂結(jié)構(gòu)可使樹(shù)脂 具有優(yōu)異的具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和熱機(jī)械性能耐腐蝕性能和熱機(jī)械性能。環(huán)氧基團(tuán)環(huán)氧基團(tuán)例如：ER的平均分子量340，含有兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，則OROCH2CHCH2含活潑氫的酚或醇 + 環(huán)氧氯丙烷縮聚縮水甘油醚類(lèi)ER定義：環(huán)氧值是指100g樹(shù)脂中所含環(huán)氧基團(tuán)的克當(dāng)量數(shù) =NERM 100環(huán)氧值 2340 100 0.588n 0時(shí) 液 體 ， 低 分 子 量 樹(shù) 脂n 2， 高 分 子 量 固 體一般n019， Mw3007000 CH2CH3CH2CHOOCCH3OCH2CHOOCH2CH2OHCHCH3COCH3nCH

7、2化學(xué)反應(yīng)方程式： n 1.6n 1.6，3.63.6個(gè)環(huán)氧基個(gè)環(huán)氧基/ /分子分子特點(diǎn)：主鏈剛性強(qiáng)；固化后具有良好的耐熱性和化特點(diǎn)：主鏈剛性強(qiáng)；固化后具有良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性。學(xué)穩(wěn)定性。 ORCOCH2CHCH2O環(huán)氧氯丙烷 有機(jī)酸OHHClERRCOHRCOCH2CHCH2OOOOHHCl+ ClCH2CHCH2OCOOHCOOHOCOOCH2CHCH2COOCH2CHCH2OO+ 2 ClCH2CHCH2B. 四氫鄰苯二甲酸雙縮水甘油酯（環(huán)氧值0.630.65）C. 均苯三甲酸三縮水甘油酯cooeeooccooee CH2CHCH2OCOOCH2CHCH2COOCH2CHCH2OOO

8、RNCH2CHCH2R+RNH22 ClCH2CHCH2OHClRNCH2CHCH2eO伯胺或仲胺反應(yīng)3HClOHNH2+3 ClCH2CHCH2oeNeeO3 ClCH2CHCH2NCOHNCOHNCHO+ONCoeNCoeNCeo烯醇CNHCNHHNCOOO酮 先在催化劑存在下聚合，再用先在催化劑存在下聚合，再用NaOHNaOH閉環(huán)反應(yīng)得到三聚氰酸三閉環(huán)反應(yīng)得到三聚氰酸三縮水甘油醚，但屬于胺類(lèi)?？s水甘油醚，但屬于胺類(lèi)。 特點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性好；耐紫外光好；耐氣候性好；耐油性好。特點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性好；耐紫外光好；耐氣候性好；耐油性好。 2 ClCH2CHCH2+ONH2eNe二縮水甘油苯胺ORCH

9、CH2RCHCH2ROCH2CHCH2ClH2OH+CH2CHCH2ClO+OHOH水解OHOHOHOOHCl2 NaOHClCH2CHCH+ CH2CHCH2ClBF3乙醚CH2CHCH2OCH2CHCH2ClCH2CHCH2OCH2CHCH2OOCH2CHCHCH2CH2CHCHCH2CH2CHCH2CHCH2CHOOHOCCH3OCHCH2OCHCH2OCHCH2n特點(diǎn)：特點(diǎn)：在大分子結(jié)構(gòu)中，既有在大分子結(jié)構(gòu)中，既有環(huán)氧基環(huán)氧基，也有，也有雙鍵雙鍵、羥基和酯基羥基和酯基。因此，。因此，環(huán)氧基和雙鍵環(huán)氧基和雙鍵都是比較活潑的兩都是比較活潑的兩者都發(fā)生了交聯(lián)，則此樹(shù)脂熱變形溫度可高達(dá)者都發(fā)生

10、了交聯(lián)，則此樹(shù)脂熱變形溫度可高達(dá)200200。CHCH2OOCHCHCHCH2OCHCH2OCHCH2RNH2+RNHCH2CHOHB. B. 腫胺可與第一個(gè)環(huán)氧基反應(yīng)生成穩(wěn)定的叔胺腫胺可與第一個(gè)環(huán)氧基反應(yīng)生成穩(wěn)定的叔胺RNHCH2CHOH+ CHCH2ORNCH2CHCH2CHOHOHC. C. 羥基可與環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)羥基可與環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)+ CHCH2OCHCHOHOCH2CHOHA. A. 伯胺氮原子上的氫原子與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)生成仲胺伯胺氮原子上的氫原子與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)生成仲胺 CCCCOOOOOO白色結(jié)晶體，白色結(jié)晶體，M M218218，TmTm286286PMDAPMDA與與ERER反

11、應(yīng)活性強(qiáng)，但熔點(diǎn)較高，不易與樹(shù)脂混反應(yīng)活性強(qiáng)，但熔點(diǎn)較高，不易與樹(shù)脂混合，可采用溶劑先將其溶解，再與樹(shù)脂混合等方法改合，可采用溶劑先將其溶解，再與樹(shù)脂混合等方法改進(jìn)。進(jìn)。工藝特點(diǎn)：工藝特點(diǎn)：phrphr20204040，固化條件：固化條件：210210230 / 5-20h230 / 5-20h固化后性質(zhì)：固化后性質(zhì)：交聯(lián)密度大；抗壓強(qiáng)度高、耐化學(xué)藥交聯(lián)密度大；抗壓強(qiáng)度高、耐化學(xué)藥品、熱穩(wěn)定性好、熱變形溫度品、熱穩(wěn)定性好、熱變形溫度280280。性狀：淺黃色液體，性狀：淺黃色液體，M178 Mp12，Bp250 粘度粘度0.138Pas Phr6090固化物的特點(diǎn)：耐熱老化性能良好；熱變形溫度

12、固化物的特點(diǎn)：耐熱老化性能良好；熱變形溫度160；收縮率小。；收縮率小。OCOCOOCOCHCHHCHCCHCHCOCHCHCHCHCH3CHCCHCH3+HCBF3NH3CH2CH3H+BF3NHC2H5+BF3NH3CH2CH3常 用 的 有BF3六 氫 脲BF3二 乙 基 苯 胺BF3脲+OHH2CCHCH2OOCH2CHCH2OHb酚醛樹(shù)脂中的羥甲基ER中的羥基CH2OHHOCHCH2OCHH2O+酚醛ERc酚醛樹(shù)脂中的羥甲基環(huán)氧基CH2OH + H2CCHCH2OCH2OCH2CHOH線性酚醛樹(shù)脂室溫下較穩(wěn)定，可與ER混合數(shù)月之久。150時(shí)也需幾小時(shí)，可加入芐基二甲基，以加快反應(yīng)速率

13、。熱固性酚醛樹(shù)脂與ER混溶性好，易成型加工，phr4050，固化條件：160 / 5hCHCHCHM eCHCONH（ CH2）2NH（ CH2）2NH2CH （ CH2）7CONH（ CH2）2NH（ CH2）2NH2CH CH2 CHCH（ CH2）4M e（ CH2）5（ CH2）7RSHOOHCH2 CH CH2 +R S CH2 CH CH2 OH*2官能度：3官能度：OHCH3*OHCH3H3C*OHCH3*OHCH3*摩爾比1：1.5 （醛過(guò)量）pH811 堿性摩爾比1：0.8（酚過(guò)量）pH 3,強(qiáng)酸性體型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)b. 羥甲基酚與苯酚間的反應(yīng)（縮合）OHCH2OHOHCH2O

14、HCH2OHHOCH2OHCH2CH2OHOH*+*C. 羥甲基酚間的反應(yīng)（先成醚，再溢出甲醛）合成反應(yīng)的特點(diǎn)由于甲醛量不足，分子量只能增長(zhǎng)到一定的程度。反應(yīng)過(guò)程中一般沒(méi)有羥甲基的生成，基本上都是酚OH，當(dāng)苯酚：甲醛1：0.8，酚環(huán)5，即n3，Mn500；當(dāng)增加甲醛的含量時(shí)，則n可達(dá)13，即有15個(gè)酚環(huán)。CH2NNH2CCH2NCH2H2CNHCH2特點(diǎn)：粘度小、固化速度快等 硼酚醛樹(shù)脂在酚醛樹(shù)脂中引入無(wú)機(jī)元素硼改性目的：改善樹(shù)脂的耐熱性和機(jī)械性能在火箭、導(dǎo)彈和空間飛行器等空間技術(shù)上被廣泛采用的優(yōu)良耐燒結(jié)材料反應(yīng)分為兩步： 硼酸 苯酚高溫生成反應(yīng)程度不同的硼酸酚醛混合物OHCH2OHOHCH

15、CH2OOHCH2OCH2HCOH2O+CH2HCOOHCH2OH+O CH2CHOHOH FR中的酚羥基與ER中的環(huán)氧基起酯化反應(yīng)OH+CH2HCOO CH2CHOHC H3S i(O R )3,(C H )3Si(O R )2ph-Si(O R )3,-(ph)2-S i(O R )2化學(xué)反應(yīng)式：OHCH2OHRSi(OR)3CH2OHOSiROCH2H2COHOH3+ 化學(xué)反應(yīng) CH2HCOHnHCCH2HCOOCHRmCH2HCpOCCH3OOHCH2OHCH2OH+mCH2HCOHCCH2HCOOC HRCH2HCC H2O HC H2OOC H2O HC H2O2.2.4 高性能樹(shù)

16、脂 2.2.4.1 2.2.4.1 聚酰亞胺（聚酰亞胺（PIPI） 這類(lèi)樹(shù)脂特性：這類(lèi)樹(shù)脂特性：在寬廣的溫度范圍內(nèi)保持高在寬廣的溫度范圍內(nèi)保持高的強(qiáng)度。的強(qiáng)度。高的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。高的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。優(yōu)良的優(yōu)良的磨蝕特性。磨蝕特性。優(yōu)良的電性能，在高溫下電性能基本優(yōu)良的電性能，在高溫下電性能基本保持恒定。保持恒定。具有自熄性能，發(fā)煙量小。具有自熄性能，發(fā)煙量小。 聚酰亞胺可分成聚酰亞胺可分成加聚型（加聚型（C C型）、縮聚型和熱型）、縮聚型和熱塑性塑性三種。三種。 3.熱塑性聚酰亞胺熱塑性聚酰亞胺 2.2.4.2 2.2.4.2 氰酸酯樹(shù)脂氰酸酯樹(shù)脂 氰酸酯樹(shù)脂特點(diǎn)：氰酸酯樹(shù)脂特點(diǎn)

17、：耐熱性好：耐熱性好：BT樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）最高可達(dá)）最高可達(dá)310，在，在220溫度下，耐熱可達(dá)溫度下，耐熱可達(dá)2萬(wàn)小時(shí)以上；萬(wàn)小時(shí)以上；電氣性能好：電氣性能好：BT樹(shù)脂的介電常數(shù)低（樹(shù)脂的介電常數(shù)低（3.5，1MHz），介），介電損耗正切值?。姄p耗正切值?。╰an25103）；）；熱膨脹系數(shù)?。簾崤蛎浵禂?shù)?。築T樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)與制造集成電路的單樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)與制造集成電路的單晶硅近似，內(nèi)應(yīng)力低，濕熱尺寸穩(wěn)定性好；晶硅近似，內(nèi)應(yīng)力低，濕熱尺寸穩(wěn)定性好；吸水率低，濕熱條件下絕緣性?xún)?yōu)良；吸水率低，濕熱條件下絕緣性?xún)?yōu)良；應(yīng)變能釋放速度大，耐射線和高能輻射的能力

18、強(qiáng)；應(yīng)變能釋放速度大，耐射線和高能輻射的能力強(qiáng)；良好的成型加工性。良好的成型加工性。 氰酸酯單體按官能團(tuán)數(shù)量可分為單、雙、多官能團(tuán)三大氰酸酯單體按官能團(tuán)數(shù)量可分為單、雙、多官能團(tuán)三大類(lèi)。因大多數(shù)脂族氰酸酯在環(huán)境條件下極不穩(wěn)定，聚合時(shí)易類(lèi)。因大多數(shù)脂族氰酸酯在環(huán)境條件下極不穩(wěn)定，聚合時(shí)易發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)生成異氰酸酯，發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)生成異氰酸酯，而芳族氰酸酯非常穩(wěn)定，易而芳族氰酸酯非常穩(wěn)定，易于提純和聚合，于提純和聚合，故后者成為合成氰酸酯聚合物的主要單體。故后者成為合成氰酸酯聚合物的主要單體。 關(guān)于氰酸酯單體的合成方法，自關(guān)于氰酸酯單體的合成方法，自1963年法國(guó)化學(xué)家年法國(guó)化學(xué)家E.Grigot

19、發(fā)表了第一篇專(zhuān)利報(bào)告以來(lái)，已有大量的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，發(fā)表了第一篇專(zhuān)利報(bào)告以來(lái)，已有大量的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，其合成工藝路線主要有以下幾種：其合成工藝路線主要有以下幾種：鹵化氰與酚類(lèi)化合物的反應(yīng)：鹵化氰與酚類(lèi)化合物的反應(yīng)：鹵化氰與堿性酚鹽（酚鈉）類(lèi)化合物的反應(yīng)：鹵化氰與堿性酚鹽（酚鈉）類(lèi)化合物的反應(yīng)： 1.氰酸酯單體氰酸酯單體OCN 要使高純度的氰酸要使高純度的氰酸酯單體發(fā)生聚合反應(yīng)，酯單體發(fā)生聚合反應(yīng)，兩類(lèi)催化劑的共同作用兩類(lèi)催化劑的共同作用是不可缺少的：是不可缺少的：一是金一是金屬鹽類(lèi)催化劑，如路易屬鹽類(lèi)催化劑，如路易斯酸、乙酰丙酮的鋅鹽、斯酸、乙酰丙酮的鋅鹽、銅鹽、鈷鹽、錳鹽等，銅鹽、鈷鹽、錳鹽等，以及辛

20、酸鋅、辛酸鎂等；以及辛酸鋅、辛酸鎂等；二是帶有活潑氫的化合二是帶有活潑氫的化合物類(lèi)催化劑，如壬基苯物類(lèi)催化劑，如壬基苯酚、水酚、水等。等。在反應(yīng)過(guò)程中，金屬離子首先將氰酸酯分子聚集在其周?chē)?，形在反?yīng)過(guò)程中，金屬離子首先將氰酸酯分子聚集在其周?chē)?，形成配價(jià)絡(luò)合物，然后酚羥基與金屬離子周?chē)那杷狨ビH核加成成配價(jià)絡(luò)合物，然后酚羥基與金屬離子周?chē)那杷狨ビH核加成反應(yīng)生成亞胺碳酸酯，接著繼續(xù)與兩個(gè)氰酸酯加成并最后閉環(huán)反應(yīng)生成亞胺碳酸酯，接著繼續(xù)與兩個(gè)氰酸酯加成并最后閉環(huán)脫去一個(gè)分子酚形成三嗪環(huán)。反應(yīng)過(guò)程中金屬鹽是主催化劑，脫去一個(gè)分子酚形成三嗪環(huán)。反應(yīng)過(guò)程中金屬鹽是主催化劑，酚是協(xié)同催化劑，酚的作用是通過(guò)

21、質(zhì)子的轉(zhuǎn)移促進(jìn)閉環(huán)反應(yīng)。酚是協(xié)同催化劑，酚的作用是通過(guò)質(zhì)子的轉(zhuǎn)移促進(jìn)閉環(huán)反應(yīng)。 氰酸酯樹(shù)脂基復(fù)合材料性能氰酸酯樹(shù)脂基復(fù)合材料性能2.2.4.3芳基乙炔樹(shù)脂芳基乙炔樹(shù)脂(PAA) 芳基乙炔共聚合物是指由乙炔基（通常為端乙炔基）芳芳基乙炔共聚合物是指由乙炔基（通常為端乙炔基）芳烴為單體共聚而成的高性能聚合物，它們的主要特點(diǎn)是：烴為單體共聚而成的高性能聚合物，它們的主要特點(diǎn)是： 聚合過(guò)程是一種加聚反應(yīng)，固化時(shí)無(wú)揮發(fā)物和低分子量聚合過(guò)程是一種加聚反應(yīng)，固化時(shí)無(wú)揮發(fā)物和低分子量副產(chǎn)物逸出；副產(chǎn)物逸出； 樹(shù)脂固化后通常呈高度交聯(lián)結(jié)構(gòu)，樹(shù)脂固化后通常呈高度交聯(lián)結(jié)構(gòu)，耐高溫性能耐高溫性能十分優(yōu)異；十分優(yōu)異；

22、分子結(jié)構(gòu)僅含分子結(jié)構(gòu)僅含C和和H兩種元素，兩種元素，含碳量達(dá)含碳量達(dá)90%以上，熱以上，熱解成碳率極高；解成碳率極高； 預(yù)聚物呈液態(tài)或易溶、易熔的固態(tài)，便利于復(fù)合材料成預(yù)聚物呈液態(tài)或易溶、易熔的固態(tài)，便利于復(fù)合材料成形加工。形加工。 根據(jù)當(dāng)代聚合物分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性原理和經(jīng)典有機(jī)合根據(jù)當(dāng)代聚合物分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性原理和經(jīng)典有機(jī)合成反應(yīng)的方法，可在單體合成和聚合物加工過(guò)程中引進(jìn)各類(lèi)成反應(yīng)的方法，可在單體合成和聚合物加工過(guò)程中引進(jìn)各類(lèi)反應(yīng)性基團(tuán)，使該類(lèi)聚合物在保持良好耐熱性的同時(shí)，進(jìn)入反應(yīng)性基團(tuán)，使該類(lèi)聚合物在保持良好耐熱性的同時(shí)，進(jìn)入量大、面廣、工藝簡(jiǎn)單的大品種樹(shù)脂系列，為其工業(yè)應(yīng)用開(kāi)量大、面廣

23、、工藝簡(jiǎn)單的大品種樹(shù)脂系列，為其工業(yè)應(yīng)用開(kāi)辟更為廣闊的前景。辟更為廣闊的前景。芳基乙炔單體芳基乙炔單體 單炔基芳烴單炔基芳烴 多炔基芳烴多炔基芳烴 杰出的耐熱性能以及優(yōu)良的工藝性能，使它成為下一代杰出的耐熱性能以及優(yōu)良的工藝性能，使它成為下一代耐高溫復(fù)合材料的首選樹(shù)脂基體，航空航天領(lǐng)域是其主攻方耐高溫復(fù)合材料的首選樹(shù)脂基體，航空航天領(lǐng)域是其主攻方向。也是近代電子信息材料最有發(fā)展前景的新材料之一。向。也是近代電子信息材料最有發(fā)展前景的新材料之一。它不僅是它不僅是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管及導(dǎo)彈再入頭錐固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管及導(dǎo)彈再入頭錐理想的防熱材料；理想的防熱材料；由于具有特殊的由于具有特殊的X-射線吸收

24、能力和抗激光能力，有望成為優(yōu)良的射線吸收能力和抗激光能力，有望成為優(yōu)良的抗核輻抗核輻射及抗激光屏蔽材料射及抗激光屏蔽材料；在作為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料用基體樹(shù)脂方面，它的在作為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料用基體樹(shù)脂方面，它的耐高溫性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐高溫性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和低吸濕性低吸濕性使它在航空航天器部件方面有很大潛力。使它在航空航天器部件方面有很大潛力。在在聚合物分解以前其介電常數(shù)和介電損耗不受溫度和頻率的影響聚合物分解以前其介電常數(shù)和介電損耗不受溫度和頻率的影響。純對(duì)。純對(duì)位二乙炔基苯及其烷氧基化合物制成的聚合物，由于分子高度共軛，是有位二乙炔基苯及其烷氧基化合物制成的聚合物，由于分子高度共軛，是有發(fā)展前景的導(dǎo)電

25、聚合物和三阰非線性光學(xué)材料。有可能成為新一代電一光發(fā)展前景的導(dǎo)電聚合物和三阰非線性光學(xué)材料。有可能成為新一代電一光器件的基本組成。器件的基本組成。 這種新興的高性能材料無(wú)論在碳基復(fù)合材料，還是在聚合這種新興的高性能材料無(wú)論在碳基復(fù)合材料，還是在聚合物基功能材料和結(jié)構(gòu)材料中的開(kāi)發(fā)前景都十分廣闊。物基功能材料和結(jié)構(gòu)材料中的開(kāi)發(fā)前景都十分廣闊。 芳基乙炔聚合物及復(fù)合材料的應(yīng)用前景芳基乙炔聚合物及復(fù)合材料的應(yīng)用前景 1. 碳碳/碳復(fù)合材料碳復(fù)合材料：碳：碳/碳復(fù)合材料是固體火箭發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)最碳復(fù)合材料是固體火箭發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)最重要的高技術(shù)材料之一，近來(lái)其應(yīng)用已拓展到航天其它領(lǐng)域，重要的高技術(shù)材料之一，近來(lái)其應(yīng)用

26、已拓展到航天其它領(lǐng)域，如液體發(fā)動(dòng)機(jī)噴管，航天器太陽(yáng)電池基材及高溫結(jié)構(gòu)。如液體發(fā)動(dòng)機(jī)噴管，航天器太陽(yáng)電池基材及高溫結(jié)構(gòu)。 PAA在成炭率和低收縮率方面有突出優(yōu)點(diǎn)，因而致密效率很在成炭率和低收縮率方面有突出優(yōu)點(diǎn)，因而致密效率很高，比酚醛法高高，比酚醛法高5060%，可以大大降低工藝成本，而且它，可以大大降低工藝成本，而且它的低收縮率有助于防止表面缺陷擴(kuò)展至纖維內(nèi)部，是低壓工的低收縮率有助于防止表面缺陷擴(kuò)展至纖維內(nèi)部，是低壓工藝制造碳藝制造碳/碳復(fù)合材料的一個(gè)新方向。碳復(fù)合材料的一個(gè)新方向。 2. 燒蝕防熱材料燒蝕防熱材料：PAA是近年來(lái)新型燒蝕防熱材料基體是近年來(lái)新型燒蝕防熱材料基體的研究重點(diǎn)，主

27、要目標(biāo)是代替常規(guī)的酚醛樹(shù)脂，用于固體發(fā)的研究重點(diǎn)，主要目標(biāo)是代替常規(guī)的酚醛樹(shù)脂，用于固體發(fā)動(dòng)機(jī)噴管出口錐及彈道導(dǎo)彈頭錐等防熱部件。碳動(dòng)機(jī)噴管出口錐及彈道導(dǎo)彈頭錐等防熱部件。碳/碳酚醛是目碳酚醛是目前最主要的樹(shù)脂基燒蝕材料，低廉的成本以及較好的性能使前最主要的樹(shù)脂基燒蝕材料，低廉的成本以及較好的性能使它一直占有主導(dǎo)地位。它的主要問(wèn)題是它一直占有主導(dǎo)地位。它的主要問(wèn)題是成炭率低，燒蝕變異成炭率低，燒蝕變異性大，可預(yù)測(cè)性差性大，可預(yù)測(cè)性差，因此其可靠性總是難以放心，盡管至今，因此其可靠性總是難以放心，盡管至今未出現(xiàn)過(guò)因此導(dǎo)致飛行失敗的案例，但地面試驗(yàn)中經(jīng)?？煽次闯霈F(xiàn)過(guò)因此導(dǎo)致飛行失敗的案例，但地面試驗(yàn)中經(jīng)?？煽吹綗g坑、溝槽等局部過(guò)度燒蝕和不穩(wěn)定燒蝕現(xiàn)象，并多次到燒蝕坑、溝槽等局部過(guò)度燒蝕和不穩(wěn)定燒蝕現(xiàn)象，并多次造成地面試車(chē)失敗及飛行中的臨界性燒蝕。造成地面試車(chē)失敗及飛行中的臨界性燒蝕。 PAA至少在兩個(gè)方面顯著優(yōu)于酚醛。它是一種至少在兩個(gè)方面顯著優(yōu)于酚醛。它是一種憎水性憎水性樹(shù)脂，樹(shù)脂，吸水率僅吸水率僅0.1-0.2%，約為酚醛的，約為酚醛的1/50，其玻璃化溫度高，且，其玻璃化溫度高，且不會(huì)受水份影響；其次是高成炭率和低產(chǎn)氣量，熱解峰約不會(huì)受水份影響；其次是高成炭率和低產(chǎn)氣量，熱解峰約為為800，釋入的主要是，釋入的主要是H2，比酚醛純得多，也