近地空间探测持续深入,航天飞行器面临的极低温环境对材料提出严苛挑战。液氢、液氧贮箱作为火箭核心部件,其轻质化直接决定运载效率,环氧树脂基复合材料因能减重 30% 以上,成为替代传统金属的理想选择。但常规环氧树脂在极端低温下易开裂脱粘,兼顾低温韧性与高温模量成为行业难题。
科研团队开辟两大核心增韧路径。异相增韧中,南京大学用 ATBN 改性环氧树脂,断裂伸长率达 30.8%;德国团队用含硅氧烷嵌段共聚物改性,使其 - 196℃下仍能抑制裂纹扩展。均相增韧则从分子层面突破,聚醚胺 D-230 改性树脂在 77K 时冲击强度达 23.32kJ/m²,引入牺牲键后弹性模量提升 770 倍。
未来,通过计算机模拟优化拓扑结构、构建动态交联机制、优化界面性能三大方向,该材料将持续升级。从航天运载到深海探测,耐低温强韧型环氧树脂的突破,正不断拓展人类探索极端环境的边界,未来有望在更多高端制造领域发光发热。
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