[发明专利]一种航空航天用多臂高分子压力敏感漆及其制备方法

说明书

本发明提供一种航空航天用多臂高分子压力敏感漆及其制备方法，所述压力敏感漆灵敏度高，响应速度快，可广泛应用于航空航天行业飞行器表面以及各零部件压力测试中。而且测试过程中，不会破坏被测模型表面，不受模型表面形状限制，应用范围广；可获得连续分布的压力信息，测量精度高，测试周期短。

技术领域

本发属于航空航天材料领域，涉及一种航空航天用多臂高分子压力敏感漆及其制备方法。

背景技术

在设计和研制飞行器时，首先是设计其外形，由此就可以确定作用于飞行器的空气动力并推算其飞行性能。因此，在风洞中进行试验，通过观测洞内气流与试验件之间的相互作用，便可以确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。在风洞测试中对飞行器以及各部件进行压力测试，可以为飞行器及各部件结构强度计算提供载荷和研究绕模型的流动特性提供数据。传统的压力测量方法需要在被测模型表面开测压孔，以阵列方式安置压力传感器实施测量，得到模型表面的压力。这种方法简便易行、测量精度高，但是所得压力信息并非连续分布，且受模型结构、相邻孔间干扰等因素。同时由于准备过程十分复杂且周期长、费用高，所以使得压力测量存在一定的局限性。因此需要一种非接触无损伤的测量技术。压力敏感漆根据氧猝灭原理，通过氧敏感探针对压力的响应导致的荧光强度的变化，从而得到被测模型表面的压力分布。几乎所有的分子在室温下都处于基态能级，在受到光照后，发光分子吸收能量从基态变成激发态，发光分子与周围处于基态的氧分子碰撞，氧分子吸收发光分子的能量，从而变成激发态，发光分子变回基态且没有光子产生。氧分子在这个过程降低了发光分子光强，因此称作“氧猝灭”原理。这种新型的光学测量技术，相比于传统的压力测量方法具有以下优点：(1)可获取模型表面连续的压力分布：使用压力敏感漆测量模型表面压力时，可以得到模型表面连续的压力分布图，而传统的测压方法得到则是模型表面非连续点的压力分布图；(2)高空间分辨率：可得到高空间分辨率压力分布图，且像素分辨率只与成像装置有关；(3)模型表面无损伤，适用范围广：压力敏感漆可喷涂在各种模型表面，无需在模型表面打孔，即可获得模型表面的压力分布图；(4)试验周期短，经济效益高。

多臂聚合物是近年来高分子材料领域研究的热点之一。与相同分子量的线形聚合物相比，多臂聚合物分子链不易缠结，其溶液和本体黏度较低。多臂聚合物的分子链末端往往带有大量官能团，赋予高分子材料一定的功能性。这些特点使多臂聚合物在加工、涂装、光电材料、生物医用材料等众多领域显示出极大的潜在应用价值。原子转移自由基聚合具有适用单体范围广，局和条件温和，分子设计能力强等优点从而被广泛应用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种航空航天用多臂高分子压力敏感漆及其制备方法，所述压力敏感漆灵敏度高，响应速度快，可广泛应用于航空航天行业飞行器表面以及各零部件压力测试中。而且测试过程中，不会破坏被测模型表面，不受模型表面形状限制，应用范围广；可获得连续分布的压力信息，测量精度高，测试周期短。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种航空航天用多臂高分子压力敏感漆，所述压力敏感漆的结构如式I所示：

其中，x+y+z＝1，n为大于等于1的整数。n可以是1、2、5、8、10、15、20、30、50、80或100等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发买那个目的之二在于提供一种上述压力敏感漆的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)向含有三乙胺的季戊四醇溶与四氢呋喃混合溶液中滴加二溴异丁酰溴，反应结束后固液分离，得到前驱体；

(2)将步骤(1)得到的前驱体与第二催化剂以及含有甲基丙烯酸基团的四苯基卟啉铂混合，混合均匀后向其中滴加含有甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、1,1,4,7,10,10-六甲基三乙烯的N-N二甲基甲酰胺溶液，反应结束后固液分离得到所述压力敏感漆。