石英纖維-有機(jī)硅樹脂復(fù)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(lǐng)域中使用受限，有機(jī)硅樹脂因其具有優(yōu)良的耐熱性和介電性能而備受關(guān)注。有機(jī)硅樹脂作為透波復(fù)合材料的基體在俄羅斯已經(jīng)被成功應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、航天飛機(jī)中。已有研究表明，在有機(jī)硅樹脂中引入B元素，使之形成Si-O-B鍵橋可以進(jìn)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(yīng)制備了SiBOCH體系的

2、有機(jī)硅樹脂，通過紅外分析法證實(shí)了B以Si-O-B形式成功地連接到了硅氧烷結(jié)構(gòu)中，通過TG分析了其耐熱性能。
　　以這種自制的有機(jī)硅樹脂為基體，采用介電性能優(yōu)異的石英纖維（布）做增強(qiáng)體，以尋求制備復(fù)合材料的最佳工藝方法為主線，借助于三點(diǎn)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(fù)合材料組織和性能的影響。
　　纖維布增強(qiáng)有機(jī)硅樹脂復(fù)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(fù)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(xué)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(fù)合材料中因?yàn)樗?、乙醇的揮發(fā)，Si-C鍵裂解產(chǎn)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(fù)合材料中含膠量為40％時(shí)，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(jìn)硅樹脂中的Si-O-Si鍵的裂解，導(dǎo)致復(fù)合材料彎曲性能下降。制備工藝中浸泡反應(yīng)法比真空輔助浸漬法和預(yù)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(fù)合材料，室溫彎曲強(qiáng)度能達(dá)到纖維布所得復(fù)合材料的最高值的2.08倍。在固化時(shí)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(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度明顯優(yōu)于無壓固化方式，室溫下均值為248.