随着航天技术的发展，热防护材料在深空探测和航天器返回舱的应用中发挥了重要作用。近年来，许多研究者以苯并噁嗪为单体，以盐酸为催化剂进行化学开环聚合，制备得到了性能优异的聚苯并噁嗪气凝胶，但在制备过程中盐酸作为催化剂存在所得材料易产生附带腐蚀等问题，不利于大规模工业化生产。
图1 材料的化学合成反应机理
针对上述问题，聚合物气凝胶课题组张思钊提出通过路易斯酸催化开环聚合部分替代腐蚀性酸催化的开环调控策略，合成了一种轻质低密度、隔热性能良好、力学性能优异和自熄性强的聚苯并噁嗪气凝胶（PAs-A7）材料。结果表明：在混合酸环境下制备的气凝胶具有良好的三维纳米孔网络结构，孔径分布集中在20~140 nm范围内，获得良好隔热性能（热面150.3℃，冷面61.3℃），3%应变条件下的应力为2.36MPa，点燃后可在0.83s内自熄。可见，本研究在航空航天热防护材料领域具有广阔的应用前景。
图2 材料的微观形貌结构
图3 材料阻燃性能测试
相关成果以“Polybenzoxazine Aerogels Created in Lewis Acid Catalysis for Thermal Insulation Matrix in Deep Space Exploration”为题发表在European Polymer Journal（2022, DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2022.111491）上。论文主要作者是江西理工大学国际创新研究院2021级硕士研究生徐光羽，通讯作者是张思钊。上述工作得到中国博士后科学基金、江西省重点研发计划、江西省自然科学基金等项目的资助。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014305722004955
