气凝胶课题组张思钊：在高效隔热气凝胶烧蚀材料方面取得新进展

轻质微烧蚀热防护材料是推动新一代高速飞行器发展的关键，是飞行器面向实际应用无法避免且必须突破的难题。因此，迫切需求一种高效隔热、高质量残留率（维形）和抗氧化的新型热防护材料。

图1 PSAs和PSCAs在800^oC高温考核后质量残留率及微观形貌

针对上述问题，聚合物气凝胶课题组张思钊提出构建聚苯并噁嗪/硅杂化气凝胶策略，通过比对不同工艺制备路线引入硅无机相，合成了一种具有优异隔热性能、高质量残留率、阻燃防火和热稳定性强的聚苯并噁嗪/硅杂化气凝胶（PSAs）（见图1和图2）。研究表明PSAs在800^oC高温考核下的质量残留率可达到40.18%，材料的孔径分布主要集中在5─35nm，有助于获得较低的热导率（0.037 W m^-1 K^-1），作为对照分析，也同时制备得到了聚苯并噁嗪/硅/壳聚糖气凝胶（PSCAs），两种方式制备的材料在1200℃的火焰温度下，均可呈现优异的离火自熄性能，压缩强度测试证实了材料具有良好的力学性能，并间接反映了其优秀的抗压和抗剪切能力。本工作可望为航空航天领域合成优异隔热性能、高质量残留率的烧蚀型热防护材料基体设计提供实验参考与技术支撑。

图2 PSAs和PSCAs自熄性能实验

相关成果以“Polybenzoxazine/Silica Hybrid Aerogels for Thermally Insulating Ablation”为题发表在ACS Applied Polymer Materials（2022, doi: 10.1021/acsapm.2c00972）上。论文核心作者是2020级硕士研究生冀辉，通讯作者是张思钊。上述工作得到了江西省重点研发计划、江西省自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的资助。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsapm.2c00972