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高度支化的聚甲基苯基硅氧烷接枝环氧树脂共聚物
2019年01月08日    阅读量:16200     新闻来源:中国建材网 cnprofit.com    |  投稿

目前的一项研究涉及高支化聚甲基苯基硅氧烷接枝环氧树脂共聚物的合成,用于高效烧蚀热保护涂层。


 研究人员用HBPSE共聚物制备了消融热保护涂层(ATPC)。 


通过甲氧基与羟基之间的缩合将有机硅中间体接枝到环氧树脂上,合成了高度支化的聚甲基苯基硅氧烷接枝环氧树脂(HBPSE)中国涂料在线coatingol.com。通过FT-IR,1H-NMR和GPC表征高度支化共聚物的化学结构。通过TGA和马弗炉烧蚀试验表征HBPSE共聚物的热稳定性。此外,制备了具有HBPSE共聚物的烧蚀热保护涂层(ATPC)。


更好的热稳定性和更宽的热解温度范围


与传统的环氧基ATPC相比,基于HBPSE的ATPC具有更好的热稳定性和更宽的热解温度范围。在氧 - 乙炔试验后,通过SEM,EDS和FT-IR表征基于HBPSE的ATPC的微观形态和化学组成。最后,基于HBPSE的ATPC和基于环氧树脂的ATPC在200kW / m 2的热流下评估320秒,具有HBPSE基质的ATPC具有较低的背面温度和较好的表面状态。


介绍

烧蚀热保护涂层(ATPC),其容纳所述高的热负荷通过质量损失,是用于热保护的高效率且简单的方法,特别是对于具有复杂的空气动力结构的航天器。在空气动力学加热下,ATPC的聚合物基质经历热解以吸收热量,从而形成热解气体和多孔炭层。从多孔炭层扩散的热解气体改变了气流从材料中流出的速度梯度,阻碍了传导到材料中的热量。如上所述,聚合物基质是影响热保护效率的关键因素之一。


具有高度支化分子结构的聚合物具有低粘度和许多高功能端基,使其成为理想的涂料。在高度支化的聚合物族中,接枝共聚物由于其化学上不同的链段之间的相互作用而受到越来越多的关注。高支化聚甲基苯基硅氧烷接枝环氧树脂(HBPSE)是一种有利于热保护材料的聚合物基质,它结合了环氧树脂和硅树脂的优点。该材料在烧蚀后可形成致密的碳层,降低烧蚀速率,并使聚合物基质变硬。接枝方法通常用于合成有机硅改性的环氧树脂。Chen [ 19 ]通过Z-6018与二月桂酸二丁基锡催化的环氧树脂E51反应合成了硅氧烷桥联环氧树脂。改性环氧树脂在600℃下的残余物随着硅氧烷含量的增加而增加。李[ 21通过促进有机硅中间体的Si OCH 3 与E51的OH 之间的缩合反应,合成了一系列含有机硅的环氧共聚物。这项工作主要集中在有机硅含量对树脂基体力学性能的影响,并且没有明显促进环氧树脂的热稳定性。上述这些努力为HBPSE的制备提供了理论依据


在我们的研究中,通过阴离子开环活性聚合合成聚甲基苯基硅氧烷。然后,通过将聚甲基苯基硅氧烷接枝到环氧树脂上来合成高度支化的共聚物。HBPSE在宏观上均匀混合,不仅满足了环氧树脂增韧的要求,而且提高了热稳定性,拓宽了聚合物基体的热解温度范围。进一步制备具有HBPSE基质的ATPC。与基于环氧树脂的ATPC相比,基于HBPSE的ATPC表现出更好的热稳定性和更宽的热解温度范围,并且我们在本研究中讨论了其消融机理。最后,在200千瓦/米2 的热流下在320秒时,基于HBPSE的ATPC的背面温度仅达到160℃,并且其消融后的表面是光滑的。


该研究发表于:Progress in Organic Coatings,第126卷,2019年1月,第178-186页。

标签:今日头条涂装应用技术中心树脂
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