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探究“飞扬”火炬中的神秘树脂

　　3月13日晚，随着燃烧了9天的冬残奥会主火炬缓缓熄灭，北京2022年冬残奥会圆满闭幕。“雪花”主火炬台中央的“飞扬”火炬再次成为万众瞩目的焦点。与此同时，中国化工报记者也走进了位于上海金山第二工业区的库贝化学(上海)有限公司，探究用于“飞扬”火炬外壳的神秘树脂。

　　据该公司总经理刘章友介绍，应用于北京冬奥会和冬残奥会“飞扬”火炬的神秘树脂叫做聚硅氮烷树脂，俗称高温不燃树脂。该树脂兼具了有机物超强附着力与无机物超高耐温性的特点，同时集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等特性于一身，可应用于航空航天、交通运输、新能源基建等领域。

　　北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳采用了碳纤维增强树脂基复合材料。碳纤维材料的含碳量在90%以上，兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征。而碳纤维增强树脂基复合材料则具有质量轻、强度高、耐疲劳、耐化学腐蚀、热膨胀系数小等多项优异的性能指标，已在多个领域替代了金属材料。

　　此前，国内自主研发的该类型碳纤维增强树脂基复合材料，只能经受200℃左右的温度，一遇到高温就会败下阵来。而“飞扬”火炬的燃烧口在内壳和外壳之间，要求碳纤维外壳必须能经受住800℃以上的高温。

　　承担北京冬奥会火炬碳纤维外壳研制任务的上海石化为找耐高温的树脂发愁。聚硅氮烷树脂技术是解决耐高温问题的技术方案之一，但因该项目技术在国外应用于军事、半导体等领域，成为了一项“卡脖子”技术。经上海市经信委有关专家的引荐，他们找到了碳谷绿湾产业园内的库贝化学。

　　“我们花费5年时间研发出的第三代聚硅氮烷树脂，最高能经受住1200℃的高温，而氢气燃烧温度一般为800℃，可满足北京冬奥火炬碳纤维外壳材料的要求。”刘章友自豪地说。

　　当时，库贝化学已与上海碳纤维复合材料创新研究院进行合作。该院杨青博士团队作为库贝的支援，与火炬研发团队共同讨论后，提出一个创新大胆的方案：把碳纤维“聚硅氮烷”基复合材料结合到树脂基之中，让树脂基体本身能够抵御高温。不过，这种应用方式在国外也没有先例。

　　通过无数次实验，他们终于成功合成了聚硅氮烷，并经受了连续燃烧16天考验，从而实现了高性能高温不燃“聚硅氮烷”树脂的技术突破，也为彻底解决我国在耐特高温特种树脂领域的共性技术问题奠定了基础。“飞扬”火炬的瓶颈也迎刃而解。

　　除了应用于冬奥火炬外，聚硅氮烷在其他工业领域也有着更广泛的应用潜力。库贝化学将和上海碳纤维复合材料创新研究院成立公共研发中心，研发更多具有耐高温和阻燃特性的碳纤维复合新材料，将这种神秘树脂应用到更多的领域中去。

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