本文旨在研究聚合物与液氧相容性的机理,为研究液氧相容的聚合物、扩大聚合物应用范围提供理论上的指导。 本文选用环氧树脂和氰酸酯作为主要研究对象,研究了聚合物与液氧的静态相容性以及影响聚合物在液氧中冲击敏感性的影响因素,在此基础上,探讨了聚合物与液氧相容性的本质,提出了聚合物在液氧中发生冲击敏感的过程设想,并对现有材料进行改性,最后研究了材料的耐低温性能。 研究了聚合物与液氧的静态相容性,发现在静态情况下聚合物可以与液氧安全相处,聚合物与液氧的不相容性只有在外界能量作用下才表现出来。 研究了聚合物在液氧中机械冲击敏感性的物理和化学影响因素,发现材料表面的气泡、内部的增强纤维可以增加聚合物的冲击敏感性;增加复合材料预浸料与增强纤维之间的粘结强度、适当增加由聚合物材料本体造成的表面粗糙度可能降低聚合物的冲击敏感性;随着聚合物材料的热分解温度、抗氧化性能、阻燃性能、闪点的提高,材料的冲击敏感性降低;燃烧热和氧指数是从聚合物材料着火之后持续燃烧能力的角度表征相容性的,与材料的冲击敏感性没有必然联系。 探讨了聚合物材料与液氧相容性的本质,得出“聚合物与液氧的不相容性在本质上是一种氧化燃烧反应”的结论。 结合各种试验现象与结果提出了聚合物材料在液氧中发生冲击敏感过程的设想,认为聚合物材料的冲击敏感过程包括冲击注热等五个阶段,得出“聚合物在液氧中的冲击敏感现象就是由热点引起聚合物分解产生的可燃性气体的热自燃现象”的结论。 在此基础上对现有聚合物材料体系进行相容性改性,制备出了两种与液氧基本相容的材料体系E51CE-K和E51CE-BrP。 此外,本文还研究了环氧树脂和氰酸酯体系的耐低温性能,结果表明通过环氧树脂和氰酸酯的共聚可以有效避免氰酸酯耐低温性能较差的缺点,制备出综合性能优良的固化产物;本文所选材料体系经液氮浸泡50hr后,拉伸强度变化幅度在±10%之内。