一种梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取芯软袋的制备方法_2

文档序号:9882912阅读:来源:国知局
热保 护;另外因为没有引入其他组分及组件,可W避免其他物质对月壤包覆过程中可能造成的 污染,从而保证返回地面月壤与月球状态的一致性,避免分析误差;
[0030] =、本发明所提供的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取忍软袋可 W很好的满足钻探取忍的功能要求,并且可W提高可靠性,能够在取忍软袋与钻进机构间 引入一种多孔的隔热高强薄膜,对软袋起到良好的热保护作用,降低钻头在工作过程中因 大量热量积聚产生的高溫对取忍软袋原料纤维可能造成的影响;
[0031] 四、本发明制备的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取忍软袋工艺 简单、使用方便,可调节性能强,因此,本发明提供的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化 探月取壤用取忍软袋具有很高的实用价值;
[0032] 五、将未处理取忍软袋及本发明制备的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月 取壤用取忍软袋分别在钻取月壤地面模拟工况设备进行钻取测试,设定钻头在模拟月壤中 岩石成分的部分进行钻取工作持续20分钟,工作结束后立即测量软袋内侧溫度,本发明制 备的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取忍软袋内侧溫度与未处理取忍软 袋降低了 27 %~30 %;
[0033] 六、将未处理取忍软袋及本发明制备的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月 取壤用取忍软袋分别在钻取月壤地面模拟工况设备进行钻取测试,设定钻头在模拟月壤中 岩石成分的部分进行钻取工作持续20分钟,并待其自然冷却至室溫后进行断裂强度测试, 结果表明,本发明制备的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取忍软袋与未处 理取忍软袋相比,断裂强度提高了17.2%~25%。
[0034] 本发明可获得一种梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取忍软袋。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0035] 一:本实施方式是一种梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取 壤用取忍软袋的制备方法是按W下步骤完成的:
[0036] -、将80根~300根纤维经纱进行整经处理,然后采用织机平纹织出筒状柔性织 物,再整齐切断并码边,得到直径为16.5mm~27mm,长度为200mm~2500mm的取忍软袋;
[0037] 步骤一中所述的纤维经纱为50旦~1600旦的Kevlar纤维中的一种或其中几种的 混合纤维;
[0038] 步骤一中所述的织机为有梭织机、无梭织机或圆织机;
[0039] 二、制备不同浓度的Kevlar纳米纤维溶液:
[0040] ①、制备质量分数为0.3%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液;
[0041 ] 使用氮气对干燥的S 口瓶吹扫20min~30min,再将SOOmL二甲基亚讽、1 .5g Kevlar纤维和1.5g氨氧化钟加入到干燥的S口瓶中,再在揽拌速度为10化/min~ieOOr/ min的条件下揽拌反应3天~10天,得到质量分数分别为0.3 %的暗红色的Kevlar纳米纤维 溶液;
[0042] ②、制备质量分数为0.6%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液;
[0043] 使用氮气对干燥的S口瓶吹扫20min~30min,再将SOOmL二甲基亚讽、3g Kevlar 纤维和1.5g氨氧化钟加入到干燥的S口瓶中,再在揽拌速度为l(K)r/min~1600r/min的条 件下揽拌反应3天~10天,得到质量分数分别为0.6%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液;
[0044] ③、制备质量分数为0.9 %的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液;
[0045] 使用氮气对干燥的S 口瓶吹扫20min~30min,再将SOOmL二甲基亚讽、4.5g Kevlar纤维和1.5g氨氧化钟加入到干燥的S口瓶中,再在揽拌速度为10化/min~ieOOr/ min的条件下揽拌反应3天~10天,得到质量分数分别为0.9 %的暗红色的Kevlar纳米纤维 溶液;
[0046] ④、制备质量分数为1.2%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液;
[0047] 使用氮气对干燥的S口瓶吹扫20min~30min,再将SOOmL二甲基亚讽、6g Kevlar 纤维和1.5g氨氧化钟加入到干燥的S口瓶中,再在揽拌速度为l(K)r/min~1600r/min的条 件下揽拌反应3天~10天,得到质量分数分别为1.2%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液;
[004引⑤、制备质量分数为1.5%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液;
[0049] 使用氮气对干燥的S 口瓶吹扫20min~30min,再将SOOmL二甲基亚讽、7.5g Kevlar纤维和1.5g氨氧化钟加入到干燥的S口瓶中,再在揽拌速度为10化/min~ieOOr/ min的条件下揽拌反应3天~10天,得到质量分数分别为1.5%的暗红色的Kevlar纳米纤维 溶液;
[0050] =、搭建真空抽滤装置:将步骤二中得到的质量分数分别为0.3%的暗红色的 Kevlar纳米纤维溶液、0.6%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液、0.9%的暗红色的Kevlar纳 米纤维溶液、1.2%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液和1.5%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶 液按照浓度从高到低或浓度从低到高的顺序WlOmL/min~50mL/min的流速滴加到在布氏 漏斗的滤膜上,同时WlmL/min~5mL/min的流速向布氏漏斗的滤膜上滴加去离子水,步骤 二中得到的质量分数分别为O . 3 %的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液、O . 6 %的暗红色的 Kevlar纳米纤维溶液、0.9%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液、1.2%的暗红色的Kevlar纳 米纤维溶液和1.5%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液滴加结束后,再进行真空抽滤20min~ 6〇min,再在溫度为100°C下真空干燥12h~2地,得到浓度梯度分布的多孔隔热高强薄膜; [0化 1 ] 步骤S中所述的质量分数为0.3 %的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液、0.6 %的暗红 色的K e V1 a r纳米纤维溶液、0.9 %的暗红色的K e V1 a r纳米纤维溶液、1.2 %的暗红色的 Kevlar纳米纤维溶液和1.5%的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液的体积比为1:1:1:1:1;
[0052] 步骤S中所述的质量分数为0.3 %的暗红色的Kevlar纳米纤维溶液与去离子水的 体积比为10:1;
[0053] 步骤=中所述的浓度梯度分布的多孔隔热高强薄膜的厚度为2WI1~20WI1;
[0054] 四、复合:使用28旦~130旦的Kevlar纤维将步骤S中得到的浓度梯度分布的多孔 隔热高强薄膜缝合在直径为16.5mm~27mm,长度为200mm~2500mm的取忍软袋的外部或使 用502胶将步骤=中得到的浓度梯度分布的多孔隔热高强薄膜粘贴到直径为16.5mm~ 27mm,长度为200mm~2500mm的取忍软袋的外部,得到梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化 探月取壤用取忍软袋;
[0055] 步骤四中所述的缝合是在取忍软袋编织结构中的经缔交叉处。
[0056] 本实施方式步骤二①中所述的Kevlar纤维、步骤二②中所述的Kevlar纤维、步骤 二③中所述的Kevlar纤维、步骤二④中所述的Kevlar纤维和步骤二⑤中所述的Kevlar纤维 为相同的纤维。
[0057] 本实施方式的原理及优点:
[0058] -、本实施方式通过高性能纤维经过高精度编织出探月工程用取忍软袋、通过不 同浓度的纳米纤维溶液的制备并成膜,及其与取忍软袋的功能化复合等步骤,完成由梯度 分布多孔隔热高强薄膜功能化的取忍软袋的制造,进而替换原单纯编织工艺后所制备的取 忍软袋,旨在通过多孔隔热高强薄膜的引入,避免取忍软袋在探月取壤过程中,受钻进机构 高溫影响而引发纤维性能下降从而带来的软袋意外断裂风险而导致任务失败,抵御取忍软 袋在实际工况中可能面临的极端环境,为我国探月取壤任务顺利完成提供一种保障措施.
[0059] 二、本实施方式的优点是通过软袋编织原材料的本体纳米纤维膜的引入,在钻进 机构与取忍软袋之间提供梯度分布的多孔隔热高强薄膜的阻隔,提供对取忍软袋的有效热 保护;另外因为没有引入其他组分及组件,可W避免其他物质对月壤包覆过程中可能造成 的污染,从而保证返回地面月壤与月球状态的一致性,避免分析误差;
[0060] =、本实施方式所提供的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取忍软 袋可W很好的满足钻探取忍的功能要求,并且可W提高可靠性,能够在取忍软袋与钻进机 构间引入一种多孔的隔热高强薄膜,对软袋起到良好的热保护作用,降低钻头在工作过程 中因大量热量积聚产生的高溫对取忍软袋原料纤维可能造成的影响;
[0061] 四、本实施方式制备的梯度分布的多孔隔热高强薄膜功能化探月取壤用取忍软袋 工艺简单、使用方便,可调节性能强,因此,本实施方式提供的梯度分布的多孔隔热高强薄 膜功能化探月取壤用取忍软袋具有很高的实用价值。
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