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煙臺研究院科研團隊自主研發(fā)“深冷護盾” 突破航天材料技術壁壘

文章來源：環(huán)球聚氨酯網更新時間：2025-09-25 22:07:22

近日，煙臺研究院先進合成高分子材料團隊自主研發(fā)的“聚醚雜化POSS增韌環(huán)氧樹脂技術”，正式與哈爾濱鎂貝森科技有限公司達成轉讓協(xié)議，實現(xiàn)轉化。

該技術顛覆性地引入聚醚雜化接枝籠型聚倍半硅氧烷（POSS），成功打造出一種可在-196℃超低溫條件下依然保持極高韌性與可靠性的環(huán)氧復合材料。

在太空探索任務中，航天器構件須直面-196℃至50℃的劇烈溫變、高真空與強輻照等多重極端環(huán)境考驗。長期以來，環(huán)氧樹脂憑借其卓越的力學性能、成熟的工藝性與優(yōu)異的抗輻照能力，成為太陽能電池設備、動力引擎部件及飛船外殼的核心材料。然而，其本質脆性與耐冷熱疲勞性能的不足，嚴重制約了深空探測裝備的發(fā)展。傳統(tǒng)增韌路徑往往以犧牲強度、剛度換取韌性提升，這一矛盾始終是航天材料領域亟待突破的技術壁壘。

科研團隊依托POSS獨特的雜化結構——內核為剛性Si-O無機籠型骨架，外緣可精準修飾有機官能團，巧妙構建出“有機－無機”協(xié)同的納米增韌體系。POSS粒徑僅1-3納米，與聚合物鏈尺寸完美匹配，融無機剛性、熱穩(wěn)定性與有機柔韌性于一體。團隊進一步通過分子模擬與結構設計，在POSS八頂點高效接枝聚醚鏈段，形成高度舒展的雜化架構。該設計一舉突破傳統(tǒng)增韌中“高韌必低強”的困局，實現(xiàn)了超低溫環(huán)境下應力均勻分散與抗裂紋擴展能力的雙重飛躍。

團隊構建的納米增韌體系實現(xiàn)了材料韌性強度雙飛升

實測數(shù)據(jù)表明，該材料在-196℃至50℃的極端交變溫域內，展現(xiàn)出卓越的韌性保持率與尺寸穩(wěn)定性，其超低溫性能遠超傳統(tǒng)胺固化環(huán)氧體系，堪稱“深冷護盾”。這不僅使其成為深空探測器、低溫液貯箱、航天支承結構等關鍵部件的理想材料，更為液氫儲運、超導裝置等民用高端裝備領域帶來全新可能。

聚醚雜化POSS增韌環(huán)氧樹脂技術的重大突破與成功轉化，不僅徹底打通了長期制約深空探測發(fā)展的極端環(huán)境材料關隘，更彰顯我院在高性能復合材料領域從前沿基礎研究到工程應用轉化的全鏈條原始創(chuàng)新能力。其所迭代與催生的不止于單一材料，更是一條貫穿“材料—工藝—裝備—產業(yè)”的開創(chuàng)性技術路徑與協(xié)同生態(tài)，為未來深空探測、月球基地建設、低溫推進劑貯存以及超導磁體、量子計算等新一代尖端裝備的發(fā)展，注入材料支撐與戰(zhàn)略底氣。

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