煙臺(tái)研究院科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)“深冷護(hù)盾” 突破航天材料技術(shù)壁壘
文章來(lái)源：環(huán)球聚氨酯網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-09-25 22:07:22
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近日，煙臺(tái)研究院先進(jìn)合成高分子材料團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“聚醚雜化POSS增韌環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)”，正式與哈爾濱鎂貝森科技有限公司達(dá)成轉(zhuǎn)讓協(xié)議，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。
該技術(shù)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(fù)合材料。 在太空探索任務(wù)中，航天器構(gòu)件須直面-196℃至50℃的劇烈溫變、高真空與強(qiáng)輻照等多重極端環(huán)境考驗(yàn)。長(zhǎng)期以來(lái)，環(huán)氧樹(shù)脂憑借其卓越的力學(xué)性能、成熟的工藝性與優(yōu)異的抗輻照能力，成為太陽(yáng)能電池設(shè)備、動(dòng)力引擎部件及飛船外殼的核心材料。然而，其本質(zhì)脆性與耐冷熱疲勞性能的不足，嚴(yán)重制約了深空探測(cè)裝備的發(fā)展。傳統(tǒng)增韌路徑往往以犧牲強(qiáng)度、剛度換取韌性提升，這一矛盾始終是航天材料領(lǐng)域亟待突破的技術(shù)壁壘。 科研團(tuán)隊(duì)依托POSS獨(dú)特的雜化結(jié)構(gòu)——內(nèi)核為剛性Si-O無(wú)機(jī)籠型骨架，外緣可精準(zhǔn)修飾有機(jī)官能團(tuán)，巧妙構(gòu)建出“有機(jī)－無(wú)機(jī)”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(wú)機(jī)剛性、熱穩(wěn)定性與有機(jī)柔韌性于一體。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)分子模擬與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在POSS八頂點(diǎn)高效接枝聚醚鏈段，形成高度舒展的雜化架構(gòu)。該設(shè)計(jì)一舉突破傳統(tǒng)增韌中“高韌必低強(qiáng)”的困局，實(shí)現(xiàn)了超低溫環(huán)境下應(yīng)力均勻分散與抗裂紋擴(kuò)展能力的雙重飛躍。 團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的納米增韌體系實(shí)現(xiàn)了材料韌性強(qiáng)度雙飛升 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，該材料在-196℃至50℃的極端交變溫域內(nèi)，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(yuǎn)超傳統(tǒng)胺固化環(huán)氧體系，堪稱(chēng)“深冷護(hù)盾”。這不僅使其成為深空探測(cè)器、低溫液貯箱、航天支承結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵部件的理想材料，更為液氫儲(chǔ)運(yùn)、超導(dǎo)裝置等民用高端裝備領(lǐng)域帶來(lái)全新可能。 聚醚雜化POSS增韌環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)的重大突破與成功轉(zhuǎn)化，不僅徹底打通了長(zhǎng)期制約深空探測(cè)發(fā)展的極端環(huán)境材料關(guān)隘，更彰顯我院在高性能復(fù)合材料領(lǐng)域從前沿基礎(chǔ)研究到工程應(yīng)用轉(zhuǎn)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(chǎn)業(yè)”的開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)路徑與協(xié)同生態(tài)，為未來(lái)深空探測(cè)、月球基地建設(shè)、低溫推進(jìn)劑貯存以及超導(dǎo)磁體、量子計(jì)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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