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。     

杜邦公司的Kevlar 129

在第34届国际SAMPE年会上,杜邦公司推出了Kevlar 129有机纤维。与Kevlar 29相比,Kevlar 129性能有了大幅度的提高。Kevlar 129的密度为1.44g/cm~3;断裂强度238.5g/T,相当于3379MPa;模量6795g/T,相当于96GPa;断裂延伸率为3.3%。Kevlar129比Kevlar29的断裂强度提高了约15%,模量则提高了约42%。除此以外,     

国外固体火箭发动机无烟少烟包覆,绝热材料研究概况及发展

本文概述了国外固体火箭发动机无烟少烟包覆、绝热材料的现状,介绍了无烟、少烟包覆、绝热材料实现的可行途径,并对现有少烟包覆、绝热材料的性能进行了评价。     

耐烧蚀填料对三元乙丙橡胶内绝热材料性能的影响

介绍了非石棉型有机短纤维和无机填料作为耐烧蚀填料在三元乙丙橡胶内绝热材料中的应用。探讨了它们对三元乙丙橡胶内绝热材料的力学性能、烧蚀性能的影响；同时对耐烧蚀填料的分散状况及加入耐烧蚀填料的三元乙丙橡胶内绝热材料的相关物理性能进行了测试与分析。结果表明：为获得综合的力学性能，耐烧蚀填料应控制合适的份数；非石棉型有机短纤维的加入可以大大提高耐烧蚀能力；所配制的三元乙丙橡胶内绝热材料密度低、隔热性能良好。     

芳纶14、芳纶1414和Kevlar49的结构鉴定和性能分析研究

本文采用红外光谱(IR)、水解分析、X射线衍射技术(XRD)、热重分析(TGA)、热机械分析(TMA)、示差扫描量热(DSC)、热物理性能和力学性能测试分析等方法,对芳纶14、芳纶1414和Kevlar49进行结构鉴定和性能检测,并对结果进行了分析研究。结果表明,芳纶1414相当于美国Kevlar49,力学性能也比较接近,芳纶1414的热物理性能略优于芳纶14,热性能也比芳纶14好。芳纶14、芳纶1414和Kevlar49的取向度分别为0.97、0.95和0.96。     

空间时代材料工艺的新进展：（Ⅰ）新型Kevlar纤维及复合材料

本文是“空间时代材料工艺的新进展”的第一部分,主要介绍1988、1989年Kevlar纤维及其复合材料取得的新进展。包括:Kevlar纤维的历史回顾;两种新型Kevlar纤维——Kevlar149和Kevlar129;Kevlar纤维复合材料的燃烧性和抗火焰穿透性以及Kevlar纤维复合材料的寿命。     

绝热材料动态烧蚀试验方法

为了研究绝热材料的动态烧蚀特性,建立了一种敞开环境下绝热材料烧蚀表面的实时监测方法,用光学技术实时记录绝热材料试样表面烧蚀形貌和烧蚀面退移过程,通过图像处理,成功获得了绝热材料动态烧蚀率和烧蚀形貌的相关信息。该监测方法可对一定条件下炭化层的动态烧蚀性能进行评估,通过图像的批处理可获得每一时刻的动态烧蚀率和前n秒的平均线烧蚀率,适用于绝热材料动态烧蚀特性研究,还可以用于研究在绝热材料表面的炭化层形成和消耗特性。     

三元乙丙基纤维编织绝热材料的制备与性能研究

针对混炼型绝热材料耐烧蚀性能较差的问题,采用编织碳纤维作为耐烧蚀骨架,改性三元乙丙橡胶(EPDM)作为基体,制备了三元乙丙基编织绝热材料。研究表明,增粘剂HY-207能够明显提高三元乙丙混炼胶的粘接强度,添加量为5%时,粘接强度提高39.25%;苯并噁嗪添加量为20%时,三元乙丙混炼胶的综合性能最好;疏水二氧化硅对三元乙丙胶液粘度影响最低,且制备的纤维编织绝热材料氧-乙炔烧蚀性能最优,氧-乙炔线烧蚀率为0.025 mm/s;三元乙丙纤维编织绝热材料与三元乙丙绝热层粘接强度为1.95 MPa。本研究能够减少发动机燃烧室消极质量,提高固体火箭发动机性能。     

γ-Al_2O_3对纳米SiO_2多孔绝热材料烧结行为的影响

针对纳米SiO2多孔绝热材料高温收缩问题,采用纳米γ-Al2O3作为添加剂,研究了煅烧温度和γ-Al2O3添加量对绝热材料体积收缩率的影响,以及γ-Al2O3的引入对材料绝热性能的影响。结果表明:煅烧温度越高,纳米SiO2多孔绝热材料体积收缩越严重。γ-Al2O3的引入能明显降低绝热材料的高温体积收缩率,当添加量为5%(质量分数)时,1 000℃体积收缩率从10.49%下降至3.47%,随着添加量的增加,抑制体积收缩效果越明显。在高温环境下,γ-Al2O3的引入对纳米SiO2多孔绝热材料绝热性能影响较小。此外,通过固体烧结动力学理论以及XRD、FESEM等表征方法阐释了γ-Al2O3抑制高温收缩机理。     

超高模Kevlar纤维——PRD-149

Kevlar纤维由于比重小,强度与碳纤维相当,在很多情况下可以取代(全部或部分)碳纤维或石墨纤维,在航天工业获得广泛应用。但Kevlar纤维的模量比较低,例如Kevlar49的抗拉模量约为125GPa,Kevlar29仅为83GPa,而且再吸水量比较高,Kevlar49为4%,Kevlar29为7%。 美国杜邦公司在大量研究试验的基础上,最近推出超高模Kevlar纤维——PRD-     

复合材料耐子弹冲击性能

本文通过对Kevlar/尼龙及Kevlar-玻璃/尼龙的实验,探讨了它们在子弹作用下的性能。     

低温贮箱组合绝热材料隔热性能测试试验研究

以聚氨酯泡沫塑料和多层隔热材料组成的组合绝热材料被认为是未来低温推进剂贮箱绝热材料的主要形式。应用典型的量热器法针对以下三个方面开展试验研究:是否在样件中添加泡沫材料;样件中多层隔热材料的层数不同;制备样件时采用不同的预紧力。对比了不同状态的组合绝热材料的绝热性能。试验结果表明:组合绝热材料中的泡沫塑料可直接增加整体结构的隔热能力;随着组合绝热材料中MLI(多层隔热材料)层数的增加,组合绝热材料的热流量呈先减少后增加的趋势;在MLI层数相同情况下,随着预紧力的增加,材料的热流量呈现增加的趋势。试验分析结果可为未来载人月球探测及更远距离深空探测的航天器低温贮箱绝热系统设计提供参考。     

石棉填充丁腈橡胶绝热材料的各向异性研究

石棉填充橡胶绝热材料的力学、热物理性能的各向异性是纤维改性橡胶的基本特性。这种各向异性主要取决于炼胶过程中混炼工艺、石棉纤维的尺寸及其在胶料中的分布状况。实验表明,在石棉纤维方向上,硫化胶拉伸模量比其它主方向高3倍以上,模压收缩率降低到其它主方向的1/3～1/5;同时在取向方向上具有较低的应变能力和稍高的扯断强度。在各向异性测定的基础上,定性地讨论了石棉填充橡胶绝热材料的烧蚀性能与各向异性的相关性,讨论了各向异性对绝热材料和金属、玻璃钢界面早期破坏的影响。本研究有助于纤维增强橡胶性能的深入了解及这类材料的质量控制。     

纳米孔硅质绝热材料

介绍了纳米孔硅质绝热材料的绝热机理及发展概况，同时简要介绍了其生产工艺，并对其主要物化性能、热学性能及其它应用特点作了较为详细的说明。     

过载条件下不同配方体系绝热材料筛选及烧蚀特性

以国内某发动机在飞行过载下绝热层的异常烧蚀为研究背景,基于地面过载模拟装置,模拟了飞行过载条件下的颗粒冲刷状态参数,针对不同配方体系的绝热材料开展了筛选试验以及烧蚀特性研究,实验获得了三种材料的最大炭化烧蚀率和质量烧蚀率,筛选出了实验条件下抗颗粒冲刷能力较强的绝热材料,并针对实验后绝热材料的炭化层进行了电镜扫描分析,结合绝热材料配方开展了抗烧蚀特性分析。研究结果表明：（1）在实验条件下,材料B的炭化烧蚀率和质量烧蚀率均最大,材料A的居中,材料A1的最小,材料A1的抗颗粒冲刷性能最佳;（2）由于芳纶纤维的原位成炭特性,决定了三元乙丙/芳纶纤维体系绝热材料的炭化层具有一定结构强度,而恰当的纤维和SiO2含量将会增强绝热材料的抗烧蚀性能;（3）根据研究结果,建议在工艺允许的情况下,可以考虑研制同时采用芳纶纤维和石棉纤维的绝热材料体系,在针对颗粒冲刷条件时,炭化层内即有可以形成骨架结构的芳纶纤维,又可以利用石棉纤维在受热分解时SiO2和MgO熔融后和纤维以及基体之间的粘结交联效应。     

锆英石对纳米SiO2多孔绝热材料绝热性能的影响

降低红外辐射传热是解决纳米SiO2多孔绝热材料高温绝热性能差的关键。本文探讨了锆英石作为红外遮光剂对纳米SiO2多孔绝热材料绝热性能的影响。结果表明:微米级锆英石的引入,可大幅降低红外辐射传热,显著提高材料高温绝热性能,当掺加35%锆英石时,可将材料500℃时热导率从0.119W/(m·K)降低至0.053W/(m·K)。同时对锆英石的红外遮光机理进行了探讨和分析。     

聚丙烯短切纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料的性能研究

介绍了聚丙烯短切纤维与不饱和聚酯树脂混合制成的短切纤维复合材料,并经过对比试验,研究聚丙烯短切纤维长度、用量以及稀释剂含量对短切纤维复合材料力学性能的影响。研究证明,低含量短切纤维的加入对不饱和聚酯树脂固化后拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等起到了明显的增强作用,同时,纤维的长度对短切纤维复合材料力学性能也有较大的影响。     

SiC作为纳米SiO2多孔绝热材料红外遮光剂的试验研究

中高温环境下纳米SiO2多孔绝热材料对红外热辐射近于透明,而导致其绝热性能变差.针对这一问题,将SiC微粉作为红外遮光剂引入绝热材料中,测定了不同粒度和掺加量试样的有效消光系数.结果发现,在波长为2.5～7.0μm红外辐射波段,SiC微粉的引入能使材料有效消光系数大幅提高.无遮光剂试样的有效消光系数为1.9～12.6 m2/kg,而加入质量分数25%中位粒径3.029μm的SiC微粉(SiC03)后,试样有效消光系数达到52.7～58.8 m2/kg.背温试验结果证明了纳米SiO2多孔绝热材料中引入SiC后,其隔热性能得到明显改善.     

一种新型有机纤维——Twaron HM纤维性能测试分析

本文对一种新型芳香族有机纤维TwaronHM的性能进行了全面的测试分析,包括强度、模量、断裂延伸率、平均线膨胀系数、导热系数、比热、DSC分析、TGA分析、X射线衍射分析和SEM分析,并与Kevlar49纤维进行了全面对比。     

高浓度颗粒流冲刷条件下硅橡胶和EPDM绝热材料动态烧蚀实验

利用X射线实时诊断技术(RTR)针对硅橡胶和EPDM绝热材料,开展了高浓度颗粒流冲刷条件下动态烧蚀实验研究,成功获得了绝热材料烧蚀表面退移过程的序列图像。研究表明:(1)在本实验条件下,硅橡胶绝热材料颗粒冲刷区域的瞬时烧蚀率在0～2s内迅速增加,2s之后瞬时烧蚀率略有下降并趋于稳定;EPDM绝热材料颗粒冲刷区域的瞬时烧蚀率在0～1s内迅速增加,1s之后瞬时烧蚀率趋于稳定;(2)相同冲刷条件下硅橡胶绝热材料抗颗粒流冲刷性能比EPDM绝热材料差,硅橡胶绝热材料不适合在高过载发动机中应用;(3)高浓度颗粒流冲刷条件下绝热材料的烧蚀率比常规条件下要严重的多,其机理主要是高温颗粒流对炭化层有强烈的机械剥蚀效应和热化学烧蚀作用。实验结果对硅橡胶和EPDM绝热材料烧蚀机理研究及烧蚀建模具有重要参考价值。