芳纶增强磷酸铬铝/有机硅杂化复合材料的制备和研究

摘要

透波材料是制约制导技术的关键之一，透波材料的研究开发水品象征着一个国家的军事实力水品，因此开展对低成本、高性能磷酸铬铝透波材料的研究对促进先进武器发展有着重要意义。磷酸铬铝在固化之前是一种黏稠的胶体，固化后、特别是经过高温处理后具有陶瓷的性质，而且磷酸铬铝具有成型工艺简单，制备的材料性能优良的特点，但是磷酸铬铝具有易吸潮和脆性较大的缺点。本文通过有机硅对磷酸铬铝进行杂化有效的改善了这两方面的问题，并且对有机硅磷酸铬铝杂化复合材料的制备和性能进行了研究。
　　通过向有机硅树脂中加入偶联剂和乳化剂OP-10对有机硅树脂进行改性乳化，然后与磷酸铬铝混合制备了磷酸铬铝/有机硅杂化基体SiACP-1，然后讨论了固化剂TEOS和DBTDL对杂化基体的影响。制得的SiACP-1的粘接性能比纯磷酸铬铝有明显的提高，利用TG-DTA分析杂化基体的固化温度和耐热性，并且研究杂化基体的介电性能。
　　用先期制备有机硅乳液方法制备的磷酸铬铝/有机硅杂化基体SiACP-2，并对其力学性能和介电性能进行了研究和讨论。
　　本文还讨论了硫酸溶度和处理时间对芳纶纤维的影响，并且讨论了偶联剂对芳纶纤维和基体结合力影响，通过酸腐和偶联剂处理过后的芳纶纤维与基体的粘接性能明显增强，并且对复合材料的断口形貌进行了扫描电镜分析，从而讨论了复合材料的力学性能得到提高的原因。
　　最后使用前面制备的SiACP-1杂化基体和处理过后的芳纶纤维布，制备芳纶增强磷酸铬铝/有机硅杂化复合材料，并讨论了复合材料的制备工艺和复合材料的吸湿率。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 透波材料的研究背景

1．2 透波材料简介

1．3 透波材料的主要材料体系

1．3．1 有机透波复合材料

1．3．2 无机非金属透波材料

1．3．3 复合材料增强体

1．4 芳纶纤维的表面改性技术

1．4．1 表面涂层法

1．4．2 化学改性技术

1．4．3 γ射线辐射方法

1．4．4 等离子体表面改性

1．4．5 超声浸渍改性

1．5 国内外透波材料研究现状及发展趋势

1．5．1 国外透波材料研究现状

1．5．2 国内透波材料研究现状

1．5．3 发展趋势

1．6 研究内容

2 实验部分

2．1 主要实验原料及实验设备

2．1．1 主要实验设备

2．1．2 主要实验原料

2．2 芳纶增强磷酸铬铝／有机硅杂化复合材料的制备

2．2．1 磷酸铬铝有机硅杂化基体的选择

2．2．1 有机硅杂化磷酸铬铝浆体的制备

2．2．2 磷酸铬铝／有机硅粘接剂的制备

2．2．3 芳纶纤维的表面改性

2．2．4 复合材料的制备

2．3 杂化基体的性能表征

2．3．1 pH值的测定

2．3．2 热分析

2．3．3 红外光谱分析

2．3．4 吸潮率的测定

2．3．5 杂化基体介电性能的测定

2．3．6 拉伸剪切强度测定

2．4 芳纶纤维的改性表征

2．4．1 改性芳纶纤维拉伸强度的测定

2．4．3 改性芳纶纤维红外光谱分析

2．5 复合材料的性能表征

2．5．1 拉伸强度

2．3．9 弯曲强度

2．3．10 介电常数和介电损耗测试

3 SiACP-1的制备和性能分析

3．1 偶联剂的选择和定量

3．1．1 偶联剂的选择

3．1．2 偶联剂添加量的确定

3．2 OP-10加入量的确定

3．3 有机硅的加入量

3．4 固化剂和填料的选择

3．4．1 TEOS加入量对杂化基体的影响

3．4．2 DBTDL对杂化基体的影响

3．4．3 不同固化剂对SiACP-1拉伸剪切强度的影响

3．5 SiACP-1的红外谱图分析

3．6 SiACP-1热分析

3．7 SiACP-1固化温度

3．8 SiACP-1介电分析

3．9 小结

4 SiACP-2的制备和性能分析

4．1 杂化机理

4．2 SiACP-2的力学性能‘测定

4．3 SiACP-2介电分析

4．4 小结

5 芳纶纤维改性和性能分析

5．1 芳纶纤维改性机理

5．2 酸腐对复合材料性能的影响

5．2．1 硫酸浓度的确定

5．2．2 酸腐温度对纤维和复合材料的影响

5．3 偶联剂处理对复合材料的影响

5．3．1 偶联剂的选择

5．3．2 偶联剂加入量的确定

5．4 小结

6 复合材料的制备和性能分析

6．1 固化压力对复合材料的影响

6．2 固化时间对复合材料的影响

6．3 复合材料的吸潮率

6．4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文