PF性能研究专题四烧蚀用1PF性能研究专题四烧蚀用1郭品超

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关于酚醛树脂关应过程研究，专门作了专题详细的介绍。通过环氧值滴定和红外光谱研究反应型含磷阻燃剂(DOPO)，与邻甲酚醛环氧树脂的反应特性，确定其最佳反应条件。利用红外光谱分析研究了反应温度、时间、催化剂用量，原料配比对合成的氨催化酚醛树脂中，羟甲基含量、邻对位取代比例、醚键含量和残炭率的影响通过爆炸自由膨胀实验技术、采用特殊的薄环试样，对树脂基纤维增强复合材料在超高应变率(104/s)下，进行了冲击拉伸实验研究。采用FTIR、GPC、DSC及TG等方法，对烧蚀复合材料用酚醛树脂(钨酚醛树脂(WPR)、硼酚醛树脂(BPR)、高残炭酚醛树脂(HCYPR)、S-157酚醛树脂)，同化前的结构、分子质量，及其分布、固化历程、热失重特性进行了表征和对比，以便为烧蚀复合材料基体的筛选提供理论依据。采用综合热分析对比研究了自制酚醛树脂，和商业酚醛树脂的热降解过程，利用固体核磁共振和红外光谱技术，研究热降解过程中树脂结构的变化规律，以期指导成炭率高、热稳定性高的新型酚醛树脂的合成。 四、烧蚀复合材料用酚醛树脂的结构表征及性能 (一)引言 自从20世纪50年代美国、原苏联首次将酚醛树脂用做烧蚀复合材料基体以来，酚醛树脂一直是烧蚀复合材料的主要基体树脂。尽管50多年来出现了聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚芳基乙炔等新的基体树脂，酚醛树脂在低成本烧蚀复合材料方面仍不可替代，在烧蚀复合材料未来几十年的发展中仍将扮演重要角色。传统酚醛树脂存在脆性大、残炭率低等缺点，为了克服传统酚醛树脂存在的这些缺点，进一步提高耐热性能和耐烧蚀性能，国内外对酚醛树脂进行了大量改性工作，研究开发出钨酚醛树脂(WPR)、硼酚醛树脂(BPR)、高残炭酚醛(HCYPR)、S-157酚醛树脂(S-157PR)等，多数具有较好的耐热、耐烧蚀性能。 以上4种酚醛树脂中，WPR是在酚醛树脂的分子结构中引入无机的钨元素，该树脂成本低、成型工艺简单、烧蚀性能好，已被广泛应用于各种烧蚀部件。BPR是在酚醛树脂的分子结构中引入无机的硼元素，生成键能较高的B-O键，同时由于硼的三向交联结构，固化过程中容易形成六元环，使得硼改性酚醛树脂的耐热性、耐烧蚀性能和力学性能比普通酚醛树脂好的多。HCYPR是华东理工大学王井岗等研制的一种，主链含苯基苯酚的改性酚醛树脂，苯基苯酚的引入不仅提高了整个树脂体系的碳含量，而且芳环的键能较高、结构稳定，烧蚀时不易断裂，从而提高了整个树脂体系的残炭率。 S-157PR是魏化震等在研究酚醛树脂的结构与其热降解行为、烧蚀性能的关系的基础上，针对酚醛树脂的成炭主要来自芳环结构的研究结论，开发出的一种高性能抗烧蚀酚醛树脂，该树脂具有成炭率高、炭化层均匀致密及烧蚀率低的优点。国内航天四三所、兵器五三所等单位对以上4种酚醛树脂都单独开展了不同程度的研究工作，但是还没有涉及到4种酚醛树脂的对比研究。本文采用FTIR、GPC、DSC及TG等测试技术，对WPR、BPR、HCYPR、S-157PR的固化前的结构、分子质量及其分布、固化历程、热失重特性进行了表征和对比。研究结果可以为烧蚀复合材料基体的筛选提供理论依据。 (二)实验部分 1、原材料 钨酚醛树脂，紫红色固体，中国兵器工业集团第五三研究所；硼酚醛树脂，黄色固体，蚌埠市天宇耐高温树脂材料有限公司；高残炭酚醛树脂乙醇溶液，红褐色液体，华东理工大学；S-157酚醛树脂乙醇溶液，棕黄色粘稠液体，中国兵器工业集团第五三研究所；六次甲基四胺，AR，天津市福晨化学试剂厂。

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