成型压力对EPDM绝热层性能影响研究

为了减少复合材料壳体成型缺陷并优化壳体缠绕工艺，本文采用显微镜观察了较低硫化成型压力下EPDM绝热层内部致密性的变化情况，研究了硫化成型压力对EPDM绝热层本体性能和界面粘接性能的影响规律。结果表明，当成型压力小于0.15 MPa时，硫化后绝热层的内部不致密，存在较多孔隙，表现为密度、力学性能和烧蚀性能均较低；随着硫化成型压力增加，孔隙率逐渐减少直至消失，本体性能和界面粘接性能亦达到一个较高的稳定值，满足使用要求。     

纤维织物增强三元乙丙橡胶绝热材料的制备及性能

为了改善传统短切纤维增强复合绝热材料横向性能较差、层间剪切强度较低、耐冲击性能不足的问题,制备了几种纤维织物增强三元乙丙橡胶(EPDM)复合绝热材料。研究了不同纤维表面改性方法对聚酰亚胺(PI)、芳纶(F-12)和碳纤维(CF)三种纤维织物与EPDM之间的界面粘接性能。将优选的纤维处理方法对三种纤维布进行表面改性处理,制备了纤维织物增强的EPDM复合材料。测试了其力学性能以及耐烧蚀性能。结果表明:三种绝热材料的拉伸强度均在30 MPa以上,耐烧蚀性能优异。在三种织物特定的编织结构条件下,PI/EPDM的线烧蚀率较小,碳层保留最为完整,综合性能最为优异,有望在高性能固体火箭发动机中获得应用。     

EPDM材料热解后准静态压缩力学性能

为研究三元乙丙(EPDM)包覆层材料热解过程及其热解后的力学行为,采用热重分析(TGA)对EPDM的热稳定性进行分析,基于其TGA曲线与热降解温度,通过电阻炉设定不同的温度进行热解实验,然后利用万能实验机完成准静态单轴压缩实验.结果表明:EPDM材料的抗压性能随着热解温度的升高呈先减小再升高而后降低的趋势,可大体分为3个阶段.通过分阶段建立模型来更好地描述材料不同热解程度下的力学行为,采用2阶Polynomial超弹模型与温度相关项相结合等方式预测不同温度热解后EPDM材料的力学响应,对比实验结果发现模型拟合精度良好.      

EPDM/CR并用橡胶绝热层性能研究

不同种类的橡胶并用是提高制品性能的有效途径之一。通过在三元乙丙橡胶（EPDM）中混入部分氯丁橡胶（CR），研究了并用橡胶绝热层性能的影响规律。结果表明，在EPDM橡胶中并用适量CR橡胶可以改善其性能。当EPDM/CR并用橡胶中CR用量不大于30份时，并用橡胶的硫化特性、耐热性能和拉伸力学性能可以得到明显改善，而并用橡胶的玻璃化转变温度、制备工艺等基本特性并不会发生本质改变；此外，烧蚀试验结果表明，CR橡胶的混入增加了基材烧蚀后在芳纶纤维表面的沉积量，有利于提高绝热层的耐烧蚀性能；应用结果表明，EPDM/CR并用橡胶绝热层的拉伸强度和烧蚀性能优于单一EPDM橡胶绝热层。     

EPDM绝热层用过氧化物和硫磺硫化体系可挥发逸出物研究

采用顶空气相色谱-质谱联用技术和热失重法研究了三元乙丙橡胶（EPDM）绝热层常用的过氧化物硫化体系和硫磺硫化体系对可挥发逸出物种类和含量的影响。结果表明，过氧化二异丙苯（DCP）的主要逸出产物是苯丙烯、苯乙酮和2-苯基-2-丙醇；1，3-二（叔丁基过氧化异丙基）苯（BIPB）的主要逸出产物为丙酮、叔丁醇和1，3-二乙酰基苯；2，5-二甲基-2，5-叔丁基过氧己烷（DBPH）的主要逸出产物是丙酮、叔丁醇、2-甲基-2-甲氧基丙烷和2，5-二甲基-2，5-己二醇。不同过氧化物体系硫化特性分析表明，BIPB在与DCP硫化程度相当时用量最少。相较于DCP、DBPH体系，BIPB简单硫化体系在80 ℃预烘时逸出物含量最低。过氧化物硫化体系与硫磺硫化体系逸出物含量分析表明，硫磺/二硫化四甲基秋兰姆/2-巯基苯并噻唑（S/TMTD/M）全配方体系80 ℃预烘时的逸出物含量明显低于其他三种过氧化物体系，预烘100 h失重率较DCP体系降低31.50%。过氧化物与硫磺体系硫化机理的不同及硫化剂用量的差异是影响EPDM绝热层可挥发逸出物含量及种类的主要因素。     

芳纶纤维表面改性及在EPDM 中的分散性

分别采用超声波法和物理机械法对芳纶纤维进行表面改性,研究了两种处理方法对其表面形貌、

分散性以及EPDM 复合材料性能的影响。结果表明:超声法和机械法使芳纶纤维表面形成差别较大的形貌特

征;其中芳纶经机械处理后呈现良好的分散性,其复合材料的拉伸强度和烧蚀深度分别为11. 3 MPa 和1. 2 mm

(10 phr),优于超声波法处理的结果。