耐高温杂化有机硅树脂的合成及复合材料的高温力学性能①

2011-05-03闵春英黄玉东宋浩杰许登泉

固体火箭技术 2011年4期

闵春英，黄玉东，宋浩杰，施周，许登泉

(1.江苏大学材料科学与工程学院，镇江 212013;2.哈尔滨工业大学应用化学系，哈尔滨 150001;3.江苏海华生物科技有限公司，镇江 212009)

0 引言

有机硅树脂作为一种具有优异耐热性能的树脂已广泛用于国民经济中，尤其在航天航空领域用作雷达天线罩材料的树脂基体[1－2]。随着航天飞行器的飞行马赫数不断提高，处于飞行器动热最大位置的天线罩需承受的温度和热冲击越来越大。因此，进一步提高有机硅树脂的耐热性及复合材料高温条件下的力学性能成为研究的重点[3－4]。硅树脂基复合材料作为一种新型的多功能航天材料，其具有优良的耐热性[5]、介电性[6－9]、抗震性[10]等功能，受到国内外航天界高度重视。通常加入金属氧化物[11]，或在有机硅主链上引入各种杂环或杂环耐热结构以及杂原子等官能团、碳硼笼状结构、杂环耐热基团来提高有机硅树脂的耐热性。本研究拟采用溶胶凝胶法，通过正硅酸乙酯与甲基三甲氧基硅烷的一步法水解共缩聚向有机硅树脂体系中引入四官能硅原子，制备SiO2杂化有机硅树脂。

本研究对合成的SiO2杂化甲基硅树脂的高温结构变化、耐热性能及耐热机理进行了讨论。制备了甲基硅树脂/石英纤维复合材料和TEOS改性甲基硅树脂/石英纤维复合材料，对高温处理后复合材料的弯曲强度变化进行了初步探讨;通过扫描电镜对上述复合材料高低温弯曲断口形貌进行比较。