基于Diels-Alder反应的石墨烯基自修复材料①
2021-11-24阮英波张光喜卢红斌张承双马秀萍霍炳呈
固体火箭技术 2021年5期
关键词:复合材料
阮英波,张光喜,卢红斌,张承双,马秀萍,吴 凡,霍炳呈
(1.西安航天复合材料研究所,西安 710025;2.复旦大学,上海 200438)
0 引言
固体火箭发动机是航天运载器和导弹武器的主要动力系统,发动机壳体等聚合物基复合材料构件在生产制造的过程中难免会产生缺陷,如果能对这些缺陷进行修复,有望提高成品率和生产效率,降低成本;同时,发动机在储存、运输和服役过程中也会因为各种原因产生复合材料构件损伤,影响构件的承载能力和使用性能,引发安全隐患,如果能对产生的损伤进行有效修复,则可以提高构件使用安全性,提升导弹武器服役性能,延长使用寿命。因此,复合材料的缺陷/损伤修复技术对固体火箭发动机降低成本、提升性能显得尤为重要。聚合物基复合材料主要由增强纤维和树脂基体组成,要想实现复合材料的损伤修复首先要开发具有高效修复性能的树脂基体。
将生物体损伤后可自修复特征引入到合成材料中,赋予材料自修复能力,可消除缺陷和损伤,延长材料使用寿命[1-4]。利用超分子相互作用和动态共价键等可逆相互作用实现损伤自修复的本征型自修复材料,因具有不需要外加愈合剂和可多次可逆自修复的特点而受到广泛关注[1-4]。与超分子相互作用相比,动态共价键由于键能更高、更稳定,成为本征型自修复材料设计与应用的最佳选择[3,5]。基于动态共价键的自修复过程本质上是动态共价键解离后界面两侧的大分子链通过链段运动实现分子链的相对运动,导致物理界面消失并形成新的动态化学键从而实现材料自修复的过程。……
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