硅橡胶包覆层的探索研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com硅橡胶包覆层的探索研究杨春盛白桂苓张玉祥李秋玲摘要有机硅橡胶已作双基推进剂的隔热包覆材料。本文仅就室温硫化型硅橡胶的共混胶料、固化摹统、粘接过渡层以及增强、烧蚀性配合荆进行了探索研究。选用分子量高低不等韭含不同反应基团的共混肢，采用以缩台为主体的双固化体系，选配偶联型的过渡层}考核了耐热阻燃增强两组配合剂的配方性能及发动机试验。井对包覆荆的隔热、烧蚀机理，从物理、化学两方面进行了分析讨论。作为双基系推进剂用的隔热包履材料，国内现用的均为塑料型的，如醋酸纤维素、乙基纤维素、有机玻璃、不饱和聚酯等

2、。橡胶型的开发则刚刚起步，并且是着手于三元乙丙橡胶和有机硅橡胶的应用研究。有机硅化合物，性能独特，品种繁多，适应性强，兼备有机材料与无机材料的双重特性。隔热包履材料的基料大都选用有机树脂及弹性体，对于有机硅来说则是选用有机硅树脂与其弹性体，这样才能向其中加入足够量的耐烧蚀性填充料。由于有机硅树脂具有较低的玻璃化温度和较高的耐热、耐老化、耐辐射性能，同时与填料及其他树脂的混溶性好，可以室温固化，制成的包履层又有良好的烧蚀性，所以国内外都广泛采用有机硅树脂作为耐烧蚀性材料的基料。一、实验部分1．途径选择硅橡胶按其硫化方式可分为高温硫化型和室温硫

3、化型两大类，依据浇注包覆工艺的要求，只能选择室温硫化型。室温硫化硅橡胶通常为羟基封端，分子量1～8万左右的直链聚硅氧烷，又称液体硅橡胶。它一般采用多官能团的有机硅化合物(如正硅酸乙酯)作交联剂，采用有机金属化合物(如二月桂酸二丁基锡)作催化剂，配合其它添加剂后可在室温下缓慢缩聚成三维网络结构。为了给包覆操作以足够的时间，进而选择了双组分室温硫化硅橡胶，即将基础胶料(含添加组分)与交联剂或催化剂分开包装，使用时按一定配比混台就发生交联固化反应。基础胶料：双组分室温硫化型隔热包覆剂的基础胶料是液体硅橡胶，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、苯嵌型的甲基硅橡胶等。这些液体硅橡胶，依据不同的使用要求可以单独使用，也可以混台起来并用。为增强分子结构的致密性，以提高包覆剂的抗撕裂强度。考虑到胶液粘度足够低时，有利于包覆操作，选择低分子液体胶与高分子液体胶的匹配混合物作为基础胶料。固体填料：有机硅聚台物与普通的有机聚合物相比，是耐热性能优良的化台物。耐烧蚀材料与其耐热性能有关，但不完全是一回事。耐烧蚀材料是一种比耐热材料能在更高温度、12维普资讯http://www.cqvip.com吏苛封条件下完成保护要求的材料。(1)耐热添加剂：室温硫

5、化的有机硅树脂成型容易，包覆操作方便，但是耐热洼能还远比不上无机材料。若在有机硅树脂中加无机成分，则可使低温阶段由有机结构承担，高温阶段由无机结构霞担，分段负责。常用的含硅耐热补强剂是气相si0、沉淀sio：，常用的非含硅耐热添加剂是FezO3、Fe(0H)。、AIzO3、AI(oH)。、CrzO。、TJO2、MgO，ZnO、炭黑、石墨等。为提高硅橡胶的耐烧蚀性能，改善其粘接性能，选择了si0：及Fe、A1、Cr，TJ的氧化物作为填料。(2)纤维增强剂l双组分室温硫化硅橡胶的显著缺点是粘接性能差，力学性能低，不加改善则很难实用粘接性能，可采

6、用过渡层工艺来改善；力学性能，除加耐热补强剂白炭黑之外，尚需加入纤维类的增强剂。常用的纤维增强剂是玻璃纤维、尼龙纤维、碳纤维，聚酯纤维、石墨纤维、石棉纤维以及二氧化硅纤维等。作为耐烧蚀性的硅橡胶，选用其中的阻燃增强纤维则更为有效。过渡层：是一类具有特殊结构的硅氧烷或其复配物。就单一化物来讲，实质上是一种偶联剂，可把两种极性差异很大的材料界面偶联起来。选择其中不含酸、碱性基团的中性硅氧烷，适用于双基系推进剂。2．配方及应用试验(1)反应原理：考虑到固化体系对双基推进剂的相容性及其污染问题，采用了脱醇缩台型双组分室温硫化硅橡胶交联体系。第一组分

7、是基础胶料、填科和部分催化剂，第二组分是交联剂和另一部分催化剂。(2)配方试验：①硅橡胶一耐热添加剂系统：YP—l基础胶(液体硅橡胶)100~120，添加剂<$302、IvczOa等)65~75，固化组分(交联剂+催化剂)8~11JYP一2基础胶(液体硅橡胶)100~120，添加剂(sJO2、Cr203等)65~75，固化组分(交联剂+催化剂)8～n⑦硅橡胶一阻燃增强剂系统：YH-1基础胶(液体硅橡胶)10O～120，添加剂

8、胶(液体硅橡胶)100~120，添加剂(siO，FezO3等)40~50，阻燃增强剂(A型+C型)25~35，固化组分(交联剂+催化剂)8～l1。(3)包覆操作；将推进剂药柱表面