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《硅橡膠包覆層的探索研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com硅橡膠包覆層的探索研究楊春盛白桂苓張玉祥李秋玲摘要有機硅橡膠已作雙基推進劑的隔熱包覆材料。本文僅就室溫硫化型硅橡膠的共混膠料、固化摹統(tǒng)、粘接過渡層以及增強、燒蝕性配合荊進行了探索研究。選用分子量高低不等韭含不同反應基團的共混肢,采用以縮臺為主體的雙固化體系,選配偶聯(lián)型的過渡層}考核了耐熱阻燃增強兩組配合劑的配方性能及發(fā)動機試驗。井對包覆荊的隔熱、燒蝕機理,從物理、化學兩方面進行了分析討論。作為雙基系推進劑用的隔熱包履材料,國內(nèi)現(xiàn)用的均為塑料型的,如醋酸纖維素、乙基纖維素、有機玻璃、不飽和聚酯等
2、。橡膠型的開發(fā)則剛剛起步,并且是著手于三元乙丙橡膠和有機硅橡膠的應用研究。有機硅化合物,性能獨特,品種繁多,適應性強,兼?zhèn)溆袡C材料與無機材料的雙重特性。隔熱包履材料的基料大都選用有機樹脂及彈性體,對于有機硅來說則是選用有機硅樹脂與其彈性體,這樣才能向其中加入足夠量的耐燒蝕性填充料。由于有機硅樹脂具有較低的玻璃化溫度和較高的耐熱、耐老化、耐輻射性能,同時與填料及其他樹脂的混溶性好,可以室溫固化,制成的包履層又有良好的燒蝕性,所以國內(nèi)外都廣泛采用有機硅樹脂作為耐燒蝕性材料的基料。一、實驗部分1.途徑選擇硅橡膠按其硫化方式可分為高溫硫化型和室溫硫
3、化型兩大類,依據(jù)澆注包覆工藝的要求,只能選擇室溫硫化型。室溫硫化硅橡膠通常為羥基封端,分子量1~8萬左右的直鏈聚硅氧烷,又稱液體硅橡膠。它一般采用多官能團的有機硅化合物(如正硅酸乙酯)作交聯(lián)劑,采用有機金屬化合物(如二月桂酸二丁基錫)作催化劑,配合其它添加劑后可在室溫下緩慢縮聚成三維網(wǎng)絡結構。為了給包覆操作以足夠的時間,進而選擇了雙組分室溫硫化硅橡膠,即將基礎膠料(含添加組分)與交聯(lián)劑或催化劑分開包裝,使用時按一定配比混臺就發(fā)生交聯(lián)固化反應。基礎膠料:雙組分室溫硫化型隔熱包覆劑的基礎膠料是液體硅橡膠,其中有聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷、
4、聚甲基苯基硅氧烷,聚甲基乙烯基硅氧烷及甲嵌型、苯嵌型的甲基硅橡膠等。這些液體硅橡膠,依據(jù)不同的使用要求可以單獨使用,也可以混臺起來并用。為增強分子結構的致密性,以提高包覆劑的抗撕裂強度。考慮到膠液粘度足夠低時,有利于包覆操作,選擇低分子液體膠與高分子液體膠的匹配混合物作為基礎膠料。固體填料:有機硅聚臺物與普通的有機聚合物相比,是耐熱性能優(yōu)良的化臺物。耐燒蝕材料與其耐熱性能有關,但不完全是一回事。耐燒蝕材料是一種比耐熱材料能在更高溫度、12維普資訊http://www.cqvip.com吏苛封條件下完成保護要求的材料。(1)耐熱添加劑:室溫硫
5、化的有機硅樹脂成型容易,包覆操作方便,但是耐熱洼能還遠比不上無機材料。若在有機硅樹脂中加無機成分,則可使低溫階段由有機結構承擔,高溫階段由無機結構霞擔,分段負責。常用的含硅耐熱補強劑是氣相si0、沉淀sio:,常用的非含硅耐熱添加劑是FezO3、Fe(0H)。、AIzO3、AI(oH)。、CrzO。、TJO2、MgO,ZnO、炭黑、石墨等。為提高硅橡膠的耐燒蝕性能,改善其粘接性能,選擇了si0:及Fe、A1、Cr,TJ的氧化物作為填料。(2)纖維增強劑l雙組分室溫硫化硅橡膠的顯著缺點是粘接性能差,力學性能低,不加改善則很難實用粘接性能,可采
6、用過渡層工藝來改善;力學性能,除加耐熱補強劑白炭黑之外,尚需加入纖維類的增強劑。常用的纖維增強劑是玻璃纖維、尼龍纖維、碳纖維,聚酯纖維、石墨纖維、石棉纖維以及二氧化硅纖維等。作為耐燒蝕性的硅橡膠,選用其中的阻燃增強纖維則更為有效。過渡層:是一類具有特殊結構的硅氧烷或其復配物。就單一化物來講,實質(zhì)上是一種偶聯(lián)劑,可把兩種極性差異很大的材料界面偶聯(lián)起來。選擇其中不含酸、堿性基團的中性硅氧烷,適用于雙基系推進劑。2.配方及應用試驗(1)反應原理:考慮到固化體系對雙基推進劑的相容性及其污染問題,采用了脫醇縮臺型雙組分室溫硫化硅橡膠交聯(lián)體系。第一組分
7、是基礎膠料、填科和部分催化劑,第二組分是交聯(lián)劑和另一部分催化劑。(2)配方試驗:①硅橡膠一耐熱添加劑系統(tǒng):YP—l基礎膠(液體硅橡膠)100~120,添加劑<$302、IvczOa等)65~75,固化組分(交聯(lián)劑+催化劑)8~11JYP一2基礎膠(液體硅橡膠)100~120,添加劑(sJO2、Cr203等)65~75,固化組分(交聯(lián)劑+催化劑)8~n⑦硅橡膠一阻燃增強劑系統(tǒng):YH-1基礎膠(液體硅橡膠)10O~120,添加劑
8、膠(液體硅橡膠)100~120,添加劑(siO,F(xiàn)ezO3等)40~50,阻燃增強劑(A型+C型)25~35,固化組分(交聯(lián)劑+催化劑)8~l1。(3)包覆操作;將推進劑藥柱表面