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聚酰亞胺| PI泡沫材料在航天飛船上的應(yīng)用進(jìn)展網(wǎng)址:http://www.p-hpp.com瀏覽數(shù):60次
聚酰亞胺泡沫是聚酰亞胺樹脂原材料與發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑等助劑通過聚合發(fā)泡反應(yīng)而成的泡沫材料。分子結(jié)構(gòu)賦予了材料諸多優(yōu)異的性能,特別是很高的剛性和耐熱性,除耐200~300℃的高溫外,還具有良好的耐熱氧化性、絕緣性、阻燃性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻照性和耐低溫性等。 2、航天領(lǐng)域中的應(yīng)用 在航天飛行器上,如航天飛機(jī)、空間站、火星探測器、登月艙,由于其特殊的作業(yè)環(huán)境,使得部件上的材料不僅要承受飛行帶來的高溫,同時還要具備輕質(zhì)、阻燃、吸聲和減震等性能。為此,NASA啟動了“高速飛行器計劃”來研制能滿足在極端環(huán)境下使用的材料,TEEK系列聚酰亞胺泡沫在此過程中應(yīng)運(yùn)而生。 聚酰亞胺泡沫被用做低溫貯箱、透波材料、機(jī)身隔熱體系和飛行器的座椅,還可將聚酰亞胺制作成蜂窩結(jié)構(gòu)材料等。用聚酰亞胺泡沫-鋁-聚酰亞胺泡沫制備的隔熱體系能在-217℃和超聲速飛行環(huán)境204℃中保持良好的隔熱性能。 在隔熱保溫方面,特別是低溫貯箱隔熱體系中,先進(jìn)的液氫燃料飛行器要求使用更加有效、有強(qiáng)韌性能的低溫隔熱材料,能在超聲速飛行中保持良好的隔熱性能,防止液料沸騰,阻止空氣在箱體外壁液化作用。一般的通用類材料很難達(dá)到這種高低溫要求如此苛刻的情況。 聚酰亞胺泡沫不僅是在隔熱保溫系統(tǒng)方面發(fā)揮重要的作用,在緩沖系統(tǒng)中也起到非常重要的作用,美國火星探測車使用聚酰亞胺泡沫填充物,用于減緩車輪在運(yùn)行中的振動,使它在嚴(yán)酷的火星環(huán)境中經(jīng)受考驗。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡太陽能電池帆板中所用的夾層中間填充的聚酰亞胺泡沫塑料,可減少發(fā)射過程中太陽能電池板的振動,起到緩沖保護(hù)的作用。 3、船舶艦艇領(lǐng)域中的應(yīng)用 目前,美國海軍已將聚酰亞胺泡沫用作所有水面戰(zhàn)艦和潛艇的隔熱隔聲材料,Solimide系列聚酰亞胺泡沫已被15個國家指定用于海軍船舶的隔熱隔聲體系。并在民用船舶,如豪華游輪、快艇、液化天然氣船上也得到廣泛的應(yīng)用。采用該材料可以有效減輕船體的重量,起到降低油耗和增加載運(yùn)量的作用。 聚酰亞胺泡沫在艦船上的應(yīng)用場合包括以下幾個方面: (1)有隔熱、隔聲要求的船側(cè)殼體、艙壁、艙頂; (2)船上高于37℃的冷卻水管線,高溫蒸汽管線; (3)要求做聲音透射損失處理的潛艇殼體和框架部件; (4)為了防止結(jié)霧需要進(jìn)行熱和蒸汽隔離處理的潛艇殼體和框架部件; (5)低溫容器的保溫。 美國及其它西方發(fā)達(dá)國家無論是水面艦艇上還是在潛艇上,都已廣泛應(yīng)用聚酰亞胺泡沫作為隔熱隔聲材料,其優(yōu)點顯而易見,其成本也是經(jīng)濟(jì)的。隨著技術(shù)的發(fā)展,聚酰亞胺泡沫的制造成本會進(jìn)一步降低,而新的制造工藝如現(xiàn)場發(fā)泡等等不僅可降低成本,而且可使聚酰亞胺的使用和維護(hù)更加方便。特別是國際社會對環(huán)保要求越來越嚴(yán)厲,開發(fā)和應(yīng)用無須氟利昂類發(fā)泡劑發(fā)泡的聚酰亞胺泡沫材料,是非常必要的。 ![]() 4、軌道列車上的應(yīng)用 趙明等針對高速列車隔聲降噪的需求,探討了玻璃鋼復(fù)合材料中纖維層數(shù)和面密度對材料隔聲量的影響規(guī)律,以玻璃鋼和聚酰亞胺泡沫材料為基礎(chǔ)設(shè)計了復(fù)合材料隔聲結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明,玻璃鋼中纖維層數(shù)越多,隔聲量越大,纖維面密度越大;復(fù)合材料隔聲量越大;玻璃鋼與聚酰亞胺泡沫材料復(fù)合能夠明顯提高隔聲量,并且隔聲量隨著聚酰亞胺泡沫厚度的增加逐漸增大。 解建坤等發(fā)明一種地鐵車輛用輕量化高隔聲復(fù)合地板,分別設(shè)置與鋁型材上下表面的上層約束阻尼結(jié)構(gòu)和下層阻尼結(jié)構(gòu),上層約束阻尼結(jié)構(gòu)上方依次疊置有聚酰亞胺泡沫和輕質(zhì)隔音墊,下層設(shè)置輕質(zhì)微穿孔板。鋁箔和阻尼貼片形成的約束阻尼結(jié)構(gòu)可以有效降低地板鋁型材的振動,起到中低頻降噪作用。 ![]() 上表面輕質(zhì)隔音墊+聚酰亞胺泡沫的組合可以有效提高地板鋁型材的中高頻隔聲性能,具有在100~3150HZ頻帶的范圍內(nèi)實現(xiàn)有效的寬頻隔聲。并且基于整體封裝結(jié)構(gòu)可直接應(yīng)用于實際工程,不受安裝條件影響,降噪效果穩(wěn)定,可廣泛應(yīng)用于地鐵車輛的降噪結(jié)構(gòu)設(shè)計。 5、在鋰電池行業(yè)的應(yīng)用 聚酰亞胺泡沫兼具聚酰亞胺樹脂和多孔材料的性能優(yōu)點,具有隔熱及高效保溫效果,又有緩沖減震效果。能夠填充電芯之間的間隙、容納電芯公差、吸收電芯膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力。在電芯熱失控時,可以抑制熱擴(kuò)散,延緩事故發(fā)生,極大程度上減低因單個電芯的高熱傳導(dǎo)而引發(fā)的連鎖失控。同時高密度的聚酰亞胺泡沫能夠在PACK箱體中的箱底、箱體四周和箱蓋起到緩沖、隔熱、防火等作用。 ![]() 有下列高質(zhì)的性能優(yōu)勢,為新能源行業(yè)的高速發(fā)展起到關(guān)鍵的作用: 6、建筑工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 相比較其它傳統(tǒng)的泡沫材料,聚酰亞胺泡沫具有更佳的阻燃性能、耐熱性能、隔熱性能和吸聲性能,使得其在建筑工業(yè)領(lǐng)域中環(huán)境特殊的場所發(fā)揮了重要的作用,如通風(fēng)管道、管道保溫、吸音降噪、高溫隔熱等。 在建筑工業(yè)領(lǐng)域使用聚酰亞胺泡沫材料不僅能夠使得重量減輕,滿足耐熱、隔熱、吸聲的功能需求,同時保持良好的耐火性能,聚酰亞胺泡沫可起到熱阻礙作用,減少環(huán)境的熱負(fù)荷,并防止其他可燃材料著火,有效地防止火災(zāi)事故的發(fā)生,減少人民生命財產(chǎn)安全的隱患。 7、其它領(lǐng)域的應(yīng)用 (1)在透波材料上的使用,例如天線罩,一種透波裝置,具有導(dǎo)流、防熱、透波、承載等多種功能; ![]() 民用的汽車中的車頂、支撐住或者車門填充物,發(fā)動機(jī)艙隔音墊,變速箱隔音罩,燃?xì)鉄崴鞯奈粽郑跔t減震緩沖等等。聚酰亞胺泡沫憑借其自身的獨特性能,在各種工業(yè)領(lǐng)域體現(xiàn)了它的獨有價值。 8、結(jié)語 聚酰亞胺泡沫在航天航空、航海、軍工等領(lǐng)域有著廣泛的前景。隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展,對于材料的性能要求日益提升,聚酰亞胺泡沫具有輕質(zhì)、耐高低溫、環(huán)保、隔音降噪等優(yōu)點有望在精密電子、大型儀器、醫(yī)療等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
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