《耐熱聚合物多孔材料的物理、化學重構》是依託四川大學，由葉林擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：耐熱聚合物多孔材料的物理、化學重構
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：葉林
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對聚合物多孔材料在武器裝備、國防軍工、航空航天領域的套用，研究發展耐高溫隔熱聚氨酯基多孔材料。擬從耐熱/阻燃/增強聚氨酯分子體系設計著手，將耐熱/阻燃結構基元引入聚氨酯分子鏈或與無機增強粒子複合，製備具有漸變耐熱基元序列結構和增強結構的聚氨酯；進一步引入聚合物功能梯度材料（PGM）概念進行其組分/結構梯度化設計與構建，將耐熱增強聚氨酯預聚體與發泡/交聯體系混合進行逐層澆注發泡，調節各層耐熱/阻燃基元序列結構及增強結構，製備具有可控組分梯度的聚氨酯發泡材料；通過調節聚氨酯發泡/交聯體系的組成、用量及外部溫度場、添加無機納米粒子成核劑等方法，調控發泡材料泡孔結構參數，實現聚氨酯泡孔結構的可控梯度分布；研究組成梯度與結構梯度協同作用機制，實現材料的力學梯度、耐熱/阻燃梯度、隔熱梯度，揭示其組成、結構梯度化對其性能的影響規律，建立聚氨酯泡沫多孔材料物理、化學構建及高性能化新方法。
結題摘要
針對聚氨酯材料在武器裝備、國防軍工、航空航天等領域的套用需求，根據其分子中存在熱不穩定基團、耐熱性能較差，在高溫下易發生軟化、降解，力學性能衰減較快的問題，從耐熱/阻燃/增強聚氨酯分子結構及複合體系設計著手，探索提高聚氨酯及其泡沫材料耐熱穩定性的途徑，將高熱穩定的醯亞胺基、矽氧烷基或具有籠型結構的聚倍半矽氧烷有機/無機雜化粒子引入聚氨酯分子鏈，與高強度及具獨特熱穩定作用的石墨烯複合，通過對合成、製備方法的研究，獲得了具有優異熱力學穩定性及阻燃性的聚氨酯基泡沫多孔材料，所製備的 PUIF-POSS 納米複合泡沫室溫儲能模量可達近600 MPa，200℃時的儲能模量仍保持近200MPa，玻璃化轉變溫度高達305℃，阻燃等級達 V1級；同時研究製備了耐高溫阻燃環氧樹脂改性聚異氰脲酸酯泡沫多孔材料、聚醚醯亞胺基微孔複合泡沫材料，探索體系組成及製備工藝條件對泡沫材料的分子結構、泡孔結構、力學性能、熱解行為和燃燒行為的影響規律。引入聚合物功能梯度材料的概念進行其組分/結構梯度化設計，通過在聚合物體系中引入磁性組分/外加磁場方法、施加溫度梯度場/單向冰晶誘導自組裝法及層層組裝法等，研究製備了具有梯度結構的聚氨酯、聚醯亞胺多孔材料，以實現其泡孔結構及熱穩定性等的可控梯度分布，建立耐熱聚合物泡沫多孔材料物理、化學構建及高性能化新方法，為其在高溫等苛刻環境的實際套用奠定堅實基礎。
