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先进高分子质料在申博官方直营航天家产规模的应用
浏览: 发布日期:2021-12-08

  新质料是航天技能成长的重要物资基本,一代新型航天产物的降生往往成立在一大批先进新型质料研制乐成的基本上,同时也可以发动很多新质料项目标快速启动和应用。新中国创立以来,以两弹一星为代表的航天产物的研制促进了我国很多要害新质料项目标启动和开展。改良开放以来,跟着我国百姓经济的迅速成长和经济实力的加强,载人航天、探月工程等重点工程的开展需要浩瀚新质料的支撑,也发动了我国很多要害新质料研制取得打破。

  高分子质料是我国航天家产赖以支撑的重要配套质料,主要包罗橡胶、工程塑料、胶黏剂及密封剂等,本文提要先容了先进高分子质料在我国航天产物上的应用近况。

一、橡胶

  橡胶一种作为抱负的密封及阻尼质料,获得人们的重视。我国航天家产成立伊始,为了满意其时的急切需求,我国开展了大量特种橡胶质料的研制攻关事情;跟着我国家产的成长,高机能橡胶质料及应用技能也取得了长足进步。

  在百姓经济中应用的橡胶成品数量复杂,品种繁多;在航天规模利用的橡胶主要有天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶等。本文主要选择羧基亚硝基氟橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶作先容。

  1.羧基亚硝基氟橡胶

  羧基亚硝基氟橡胶(CNR)是从20世纪50年月成长起来的一种氟弹性体,由于其奇特的耐强氧化剂和耐低温机能,引起了海表里宇航家产界的遍及存眷,美国、英国和前苏联多家公司和大学都开展过相关研究。1963年,美国3M公司合成了具有羧基侧链的亚硝基三元共聚物翌年,随后又发明γ-亚硝基全氟丁酸为硫化点单体的羧基亚硝基氟橡胶,随后羧基亚硝基氟橡胶开始在运载火箭和阿波罗飞船的N2O4贮箱、输送系统、航行器内壁及高压氧箱上获得应。

  羧基亚硝基氟橡胶,包罗2类:

  ①二元类——四氟乙烯与三氟亚硝基甲烷共聚弹性体

  ②三元类——引进第三单体亚硝基全氟丁酸

  羧基亚硝基氟橡胶分子主链一半为—C—C—键,另一半为—N—O—键,且与碳原子相连的皆为氟原子,因此具有很好的化学不变性;主链大量的氮氧链节赋予橡胶优异的耐低温机能,玻璃化转变温度为-45℃;CNR氟含量高,又不含C—H键,高温裂解时放出的气体能熄灭火焰,因此纵然在纯氧中也不会燃烧;由于CNR主链中N—O键的键能较低,易高温裂解,其耐热性不如一般氟橡胶,恒久利用最高温度为180~200℃。CNR主要用于低温情况下各类有机和无机溶剂出格是强氧化剂系统的密封,还可作为固体推进剂燃料的粘合剂及耐化学介质的不燃涂层等。

  作为火箭动员机的推进剂,N2O4由于其贮存不变性好、综合机能优良得到了遍及应用,今朝仍然应用于我国的运载火箭和卫星等。由于N2O4具有强烈的氧化性,迄今为止海表里研制乐成与其相容的橡胶密封质料只有羧基亚硝基氟橡和氟醚橡胶。连年来,为了满意我国运载火箭新的需求,研制了新型羧基亚硝基氟橡胶及其胶料7113,其硫化胶机能见下表。


表:新型羧基亚硝基氟橡胶硫化胶在液态N2O4介质中力学机能及质量变革

先进高分子材料在申博官方直营航天家当局限的应用


  试验功效表白,研制的新型羧基亚硝基氟橡胶硫化胶具有精采的物理机器机能、耐N2O4介质机能和耐坎坷温机能。其密封件通过了-40℃、常温、50℃和250℃的密封模仿尝试、N2O4介质浸泡6个月密封模仿试验和加快老化试验等一系列查核验证,可作为耐N2O4介质的密封质料利用。

  2.硅橡胶

  硅橡胶是指主链以Si-O单位为主,以甲基及少量乙烯基等有机基团为侧基的一类线性聚合物,兼具无机质料和有机质料的机能。按照硅原子上所毗连的侧基差异,可分为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、乙基硅橡胶及亚苯基硅橡胶等。

  航天质料及工艺研究所研制的硅橡胶密封质料具有突出的耐热和耐寒机能,恒久利用温度为-60℃~250℃,短期利用可以高出300℃,可以耐瞬间高出3000K的高温烧蚀,耐臭氧、耐日照、耐霉菌、耐海水等机能优异。凭据密封介质和密封质料的基天机能,航天家产用硅橡胶密封质料可分为4类,如下表所示。


表:航天家产用硅橡胶密封质料主要牌号及用途


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