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  熱防護技術(shù)作為空間任務(wù)飛行器亟待解決的關(guān)鍵核心技術(shù)之一，是飛行器面向工程實際應(yīng)用時一個無法回避且必須突破的難題。因此，迫切需求一種兼具低密度輕質(zhì)、高效隔熱、自熄阻燃、高強度等特點的新型熱防護材料。

圖1 PBO氣凝膠的隔熱性能考核及其離火自熄性能實驗

  針對上述關(guān)鍵問題，江西理工大學張思釗、熊仕顯、肖蕓蕓等通過調(diào)控溶膠凝膠所浸溶劑與聚合物網(wǎng)絡(luò)骨架間的交互作用，采用低成本的常壓干燥方法設(shè)計合成了一種輕質(zhì)、納米多孔、自熄阻燃、隔熱絕緣、易加工成型的聚苯并噁嗪氣凝膠材料（見圖1和圖2）。該材料在1200℃的嚴酷火焰溫度下，可呈現(xiàn)觸火燃燒和離火自熄的優(yōu)良特性；單面加熱測試數(shù)據(jù)表明，當熱面溫度為65.8℃時，即使經(jīng)過400 s的持續(xù)加熱過程，其冷面溫度依然可保持在36.4℃，加熱全過程結(jié)束后的溫升僅為0.6℃；壓縮性能測試證實材料具有高強度的力學特性，并間接反映了其良好的抗壓能力和抗剪切能力；同時所得材料還具有易加工成型的特點，有望滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Υ蟪叽鐝?fù)雜異形結(jié)構(gòu)件工程化應(yīng)用的現(xiàn)實需求。

圖2 PBO氣凝膠的化學組成、樣品、微觀結(jié)構(gòu)及其隔熱/自熄性能測試

  相關(guān)成果以“Nanoporous Polybenzoxazine Aerogels for Thermally Insulating and Self-Extinguishing Materials in Aerospace Applications”為題，于7月23日在美國化學會期刊ACS Applied Nano Materials上正式在線出版。這項工作不僅證明了一種潛在可能的熱防護材料，而且提出了通過調(diào)控溶劑與網(wǎng)絡(luò)骨架間相互作用的同時優(yōu)化隔熱性能及其自熄性能的方案, 為發(fā)展具有實際應(yīng)用潛力的臨近空間飛行器熱防護材料提供了新思路。

  論文的第一作者為江西理工大學青年教師熊仕顯，第二作者為江西理工大學2019級碩士研究生楊越，江西理工大學青年教師肖蕓蕓為重要合作作者，通訊作者為江西理工大學青年教師張思釗。本工作的開展得到了江西省自然科學基金、中國博士后科學基金面上資助等項目的支持。

  論文信息：Shixian Xiong, Yue Yang, Sizhao Zhang,* Yunyun Xiao, Hui Ji, Zhouyuan Yang, and Feng Ding. Nanoporous Polybenzoxazine Aerogels for Thermally Insulating and Self-Extinguishing Materials in Aerospace Applications. ACS Applied Nano Materials, 2021, 4, 7280-7288.

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsanm.1c01253