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《国防科学技术大学》 2005年
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与液氧相容性聚合物及其复合材料研究

王戈  
【摘要】: 聚合物基复合材料液氧贮箱是航天领域单级入轨、低成本和可重复使用航天飞行器液氧燃料贮箱的未来发展方向。本文在全面综述了国外聚合物基复合材料液氧贮箱的研究历程和聚合物及其复合材料与液氧相容性研究最新进展的基础上,针对聚合物基复合材料液氧贮箱的核心问题-聚合物及其复合材料与液氧的相容性问题,开展了相关研究。旨在迅速扭转我国在此研究领域接近空白的局面,奠定我国聚合物基复合材料液氧贮箱的研究基础,为我国未来航天事业发展提供必要的技术储备和保障。 论文首先就聚合物材料与液氧不相容现象进行了分析,系统研究了其原因、机理、评价方法等,并由此确定了聚合物材料的选择和改性的方向。研究中采用标准的ABMA型液氧冲击敏感性试验为主,其他新方法为辅的评价体系。 在研究影响聚合物液氧冲击敏感性的物理和化学因素时,发现聚合物材料试样表面的凹坑显著增大了试样的液氧冲击敏感性,试样表面的凸起则降低了试样的液氧冲击反应敏感性;聚合物材料试样经过液氧浸泡和高温预氧化后的液氧冲击反应敏感性增大。研究了聚合物的抗氧化性和阻燃性能与其液氧冲击反应敏感性之间的对应关系,认为聚合物材料与液氧相容性的化学实质在于氧化,这种氧化与聚合物在高温空气中的氧化燃烧在本质上是相同的。以上结论为液氧相容性聚合物材料的制备和应用提供了理论指导。 在研究聚合物液氧相容性机理时,发现聚合物材料受到液氧冲击时发生的敏感现象是由于力学冲击在材料表面产生热点,热点区域的急剧温升造成聚合物的热氧降解,释放出可燃性小分子气体与氧气混合后发生点燃引起的。因此,在液氧冲击试验之外,建立了热分析、表面红外分析、X射线光电子能谱分析等仪器分析方法和聚合物燃烧性能参数测定等辅助手段,由此可以更加科学和全面地表征聚合物与液氧的相容性。 经过广泛筛选和实验,确定以环氧氰酸酯共固化体系(EC)作为本文的基础研究体系。其中双酚A型环氧树脂的共固化体系(EBAC)表现出最好的综合性能。为了进一步改善此体系与液氧的相容性,系统研究了多种改性途径和方法。发现抗氧化改性和阻燃改性均可以明显改善聚合物与液氧的相容性。 采用结构调整和添加抗氧化剂的手段对EBAC体系进行抗氧化改性,改性后得到一
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB332

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张建峰;碳纤维增强树脂基复合材料低温液氧相容性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 杨禹;吕春祥;苏小雷;贺福;宋燕;王心葵;;纳米SiO_2改性碳纤维乳液上浆剂[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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1 贺成红;张佐光;李玉彬;孙志杰;;复合材料的冲击吸能与动态黏弹特性[J];北京航空航天大学学报;2007年07期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王君龙;纳米二氧化硅粒子改性氰酸酯树脂的研究[D];西北工业大学;2007年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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10 何九领;鲁金华;;复合材料失效分析[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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10 庄健;Cu/TiC复合材料的制备,组织结构及摩擦磨损行为[D];吉林大学;2011年
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1 黄志良;ATRP法在碳纳米管表面接枝聚合物及对聚甲醛的改性研究[D];合肥工业大学;2009年
2 毛克祥;纳米铁粒子改性玻璃/酚醛防热复合材料研究[D];武汉理工大学;2007年
3 张建峰;碳纤维增强树脂基复合材料低温液氧相容性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 沈艳萍;高介电常数氰酸酯基复合材料的研究[D];苏州大学;2011年
5 卜军;含端乙焕基硅/氮树脂及其复合材料的研究[D];华东理工大学;2012年
6 石品品;碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备和性能研究[D];华东理工大学;2012年
7 蔡国锋;竹粉/聚丙烯复合材料的研究[D];华东理工大学;2012年
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9 李国琴;泡沫来层复合材料的制备及其力学和阻燃性能的研究[D];东华大学;2011年
10 金莹莹;周期微六面体点阵复合材料带隙阻尼特性研究[D];大连理工大学;2012年
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