3月13日晚，隨著燃燒了9天的冬殘奧會主火炬緩緩熄滅，北京2022年冬殘奧會圓滿閉幕。“雪花”主火炬臺中央的“飛揚”火炬再次成為萬眾矚目的焦點。此時，位于上海碳谷綠灣（原金山第二工業(yè)區(qū)）的庫貝化學(xué)（上海）有限公司（簡稱“庫貝化學(xué)”）的員工懸著的心算是徹底放了下來，原來，用于“飛揚”火炬外殼的神秘樹脂就是該公司研制的。

據(jù)公司總經(jīng)理劉章友介紹，這種神秘樹脂叫做聚硅氮烷樹脂（俗稱高溫不燃樹脂）。該樹脂兼具了有機物超強附著力與無機物超高耐溫性的特點，同時集耐腐蝕、耐磨損、防污防水等特性于一身，可應(yīng)用于航空航天、交通運輸、新能源基建等多個領(lǐng)域。

北京冬奧會“飛揚”火炬的外殼采用了碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料。碳纖維材料的含碳量在90%以上，兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征。而碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料則具有質(zhì)量輕、強度高、耐疲勞、耐化學(xué)腐蝕、熱膨脹系數(shù)小等多項優(yōu)異的性能指標，目前已在多個領(lǐng)域內(nèi)替代了金屬材料應(yīng)用。

此前，國內(nèi)自主研發(fā)的該類型碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料，只能經(jīng)受200℃左右的溫度，而“飛揚”火炬的燃燒口在內(nèi)殼和外殼之間，要求碳纖維外殼必須能經(jīng)受住800℃以上的高溫。

承擔北京冬奧會火炬碳纖維外殼研制任務(wù)的上海石化為尋找耐高溫的樹脂而發(fā)愁。聚硅氮烷樹脂技術(shù)是解決耐高溫問題的技術(shù)方案之一，但因該項目技術(shù)在國外應(yīng)用于軍事、半導(dǎo)體等領(lǐng)域，成了一項“卡脖子”技術(shù)。經(jīng)上海市經(jīng)信委有關(guān)專家的引薦，他們找到了碳谷綠灣產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的庫貝化學(xué)。

“我們花費5年時間研發(fā)出的第三代聚硅氮烷樹脂，最高能經(jīng)受住1 200℃的高溫，而氫氣燃燒溫度一般為800℃，可滿足北京冬奧火炬碳纖維外殼材料的要求?！眲⒄掠炎院赖卣f。

當時，庫貝化學(xué)已與上海碳纖維復(fù)合材料創(chuàng)新研究院建立了合作關(guān)系。該院楊青博士團隊作為庫貝的支援，與火炬研發(fā)團隊共同討論后，提出一個大膽的創(chuàng)新方案：把碳纖維“聚硅氮烷”基復(fù)合材料結(jié)合到樹脂基之中，讓樹脂基體本身能夠抵御高溫。不過，這種應(yīng)用方式在國外也沒有先例。

通過無數(shù)次實驗，他們終于成功合成了聚硅氮烷，并經(jīng)受了連續(xù)燃燒16 d的考驗，從而實現(xiàn)了高性能高溫不燃“聚硅氮烷”樹脂的技術(shù)突破，也為徹底解決我國在耐特高溫特種樹脂領(lǐng)域的共性技術(shù)問題奠定了基礎(chǔ)?！帮w揚”火炬的瓶頸問題迎刃而解。

除了應(yīng)用于冬奧火炬外，聚硅氮烷在其他工業(yè)領(lǐng)域也有著更廣泛的應(yīng)用潛力。庫貝化學(xué)將和上海碳纖維復(fù)合材料創(chuàng)新研究院成立公共研發(fā)中心，研發(fā)更多具有耐高溫和阻燃特性的碳纖維復(fù)合新材料，將這種神秘樹脂應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去。