石英纖維-有機硅樹脂復合材料的制備及性能研究.pdf

1、航天透波材料因其特殊的使用場合而要求具有優(yōu)良的綜合性能。傳統(tǒng)的樹脂如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等耐高溫性能不足，在透波材料領域中使用受限，有機硅樹脂因其具有優(yōu)良的耐熱性和介電性能而備受關注。有機硅樹脂作為透波復合材料的基體在俄羅斯已經(jīng)被成功應用于戰(zhàn)術導彈、航天飛機中。已有研究表明，在有機硅樹脂中引入B元素，使之形成Si-O-B鍵橋可以進一步提高其耐熱性能。
　　本文使B(OH)3與聚甲基乙氧基硅氧烷（PMES）反應制備了SiBOCH體系的

2、有機硅樹脂，通過紅外分析法證實了B以Si-O-B形式成功地連接到了硅氧烷結構中，通過TG分析了其耐熱性能。
　　以這種自制的有機硅樹脂為基體，采用介電性能優(yōu)異的石英纖維（布）做增強體，以尋求制備復合材料的最佳工藝方法為主線，借助于三點彎曲測試、SEM分析、FT-IR分析、TG分析等手段，研究了不同工藝下幾種主要因素對復合材料組織和性能的影響。
　　纖維布增強有機硅樹脂復合材料的研究中顯示，石英纖維表面浸潤劑的去除對提高復合材

3、料的彎曲性能有很大意義。偶聯(lián)劑在纖維與基體界面處形成化學鍵合而表現(xiàn)出比熱處理、酸刻蝕物理方法更有效果，其中偶聯(lián)劑 KH550比 KH560更為合適。隨著溫度的升高，復合材料中因為水分、乙醇的揮發(fā)，Si-C鍵裂解產生CO2、H2O，Si-O鍵斷裂生成小分子環(huán)體而使材料有較大失重，彎曲性能逐漸下降，350℃之后幅度更大。復合材料中含膠量為40％時，纖維周圍樹脂基體包覆較好，室溫彎曲性能比含膠量為20%、60%的分別高出136%和221%。超

4、聲波振動能促進硅樹脂中的Si-O-Si鍵的裂解，導致復合材料彎曲性能下降。制備工藝中浸泡反應法比真空輔助浸漬法和預浸料法優(yōu)異，但纖維布的線密度比較大，影響了樹脂膠液的浸漬效果，材料性能提升有限。
　　將單向石英纖維采用纏繞法制備復合材料，室溫彎曲強度能達到纖維布所得復合材料的最高值的2.08倍。在固化時采用熱壓方式，能有效提高固化交聯(lián)程度，降低材料的氣孔率、減小材料變形，復合材料的彎曲強度明顯優(yōu)于無壓固化方式，室溫下均值為248.