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氰酸酯树脂及其复合材料的研究进展

摘要：氰酸酯树脂作为新型高性能复合材料，在实际应用过程中具有更为显

著的热稳定性、耐湿热性特征。当前氰酸酯树脂材料复合材料的应用范围逐步扩

大，为高新工业生产行业发展奠定了坚实物质基础。本文就针对以上背景，首先

提出氰酸酯树脂及其复合材料研究重要意义，分析氰酸酯树脂及其复合材料应用

方向以及研究进展，以供参考。

关键词：氰酸酯树脂；复合材料；研究进展

前言：氰酸酯树脂及其复合材料现阶段被广泛应用在雷达罩、天线、航天航

空领域中。仅使用单性氰酸酯树脂材料已然无法满足高新技术发展要求，因此在

现阶段氰酸酯树脂及其复合材料发展过程中，也需要从高玻璃化转变温度、耐湿

性以及抗阻性等方面入手，氰酸酯树脂及其复合材料进行改性研究，增强氰酸酯

树脂复合材料应用优势。

1、氰酸酯树脂及其复合材料概念

氰酸酯树脂及其复合材料被誉为20世纪最具竞争力的高性能结构以及功能

性材料。相较于普通树脂材料而言，氰酸酯树脂及其复合性材料具有更加良好的

耐高温、耐燃烧性、力学性能等优势，能够在更高温度以及频率振动的环境下保

持良好的力学性能以及导电性质。

氰酸酯树脂及其复合材料在加热催化作用下也会出现自聚反应，从而产生出

高交联密度的三嗪环形化学结构，热力学及尺寸的稳定性显著。不仅如此，氰

[1]

酸酯树脂材料还融合了环氧树脂等材料良好的工艺性以及耐热性，能够被有效应

用在航天领域精密设施的制造中。

氰酸酯树脂及其复合材料内部包含着两个或多氰辛酸酯官能团，可以通过结

合纳米粒子、纳米管以及倍半硅氧烷等材料，增强氰酸酯树脂材料的韧度。

氰酸酯具备良好的高温力学性能。弯曲强度及抗拉强度比双官能团环氧树脂

更高、吸水率低、成型收缩率低，尺寸稳定性更强。同时，硝酸酯的耐热性能较

好，玻璃化温度在240~260℃之间，最高可达到400℃。改性后的氢酸酯在170

度就可固化。同时，氢酸酯的耐湿热性能、阻燃性能以及粘结性能均较为良好，

介电常数为2.8~3.2，介电损耗角的正切值为0.002~0.008。介电性能对温度以

及电磁波频率的变化均具有稳定性特征。

2、氰酸酯树脂及其复合材料研究进展

氰酸酯树脂是一种新型的高性能基本树脂材料，现已成为复合材料学重要发

展趋势。由于氰酸酯树脂的比刚度、强度更为优越，通过应用在航天航空领域等

精密机械结构生产过程中，可进一步增强机械结构质量，延长构件使用寿命。当

下氰酸酯树脂及其复合材料的发展速度较快，涌现出了不同类的氰酸酯树脂材料。

2.1新型碳纤维氰酸酯树脂复合材料

碳纤维是一种含碳量高达95%以上的增强纤维材料。在实际应用过程中具有

高强度、高模量、耐腐蚀性强等优势，现成为军事、民用等工业领域重要生产对

象。通过将碳纤维加入到树脂、混凝土、陶瓷等材料中，还可组合成复合材料。

新型碳纤维氰酸酯树脂复合材料的吸湿性能、尺寸稳定性能会优于单一的氰

酸酯树脂材料。借助空间环境模拟技术手段，分析原子氧暴露情况，对高模量碳

纤维与氰酸酯树脂复合材料的微型外观、质量损失率以及力学性能变化规律进行

细致分析，使得新型碳纤维氰酸酯树脂复合材料在实际应用期间的性质表现能够

被更为直观的展现出来。

当下相关研究人员使用了溶胶与凝胶相结合手段，制作出了纳米石墨烯等碳

纤维氰酸酯树脂复合材料。在复杂多变的空间环境下，纳米石墨烯材料的力学性

能、热学性能、尺寸稳定性能抗电子辐射性能更为稳定。材料在电子辐照作用下

不会出现损伤。随碳纤维增加、复合材料的表面粗糙也会在空间辐射的增加上而

不断增长。

2.2多面体低聚倍半硅氧烷改性氰酸酯树脂复合材料

多面体低聚倍半硅氧烷改性氰酸酯树脂复合材料具有高度对称特征，属于纳

米级有机及无机掺杂体具备有机材料及无机聚合材料的应用优势[3]。在多面体低

聚倍半硅氧烷改性氰酸酯树脂复合材料实际应用过程中，能够与其他基材树脂材

料进行有效融合，可以使用笼形骨架增强树脂基复合材料体系的应用优势。

多面体低聚倍半硅氧烷改性氰酸酯树脂复合材料能够有效改善单一氰酸酯树

脂材料的力学性能、热学性能以及抗原子氧化性能。在空间环境下。材料中的硅

原子及原子氧会发生反应从而形成无机二氧化硅薄膜。多面体低聚倍半硅氧烷改

性氰酸酯树脂复合材料属于性能更加优越的数值体系，可以增强材料，在实际应

用环节的看空间辐射能力