有机硅基耐烧蚀材料的研究

以室温硫化硅橡胶为基材,采用联二脲、芳纶纤维作为配合剂制成了固体火箭发动机用耐烧蚀材料,讨论了联二脲和芳纶对材料烧蚀率和机械性能的影响。结果表明,联二脲、芳纶纤维单独和混合使用都能够降低烧蚀材料的烧蚀率。当以7．5／0．5的比例混合使用时,能够获得最低的烧蚀率（线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0．146mm/s和0．153g/s)。由于联二脲、芳纶纤维与室温硫化硅橡胶的相容性较差,材料的机械性能有所下降。     

复合填料对不饱和聚酯包覆层烧蚀性能的影响

以不饱和聚酯为基体,联二脲、磷酸密胺盐、碳纤维为填料,制备了不饱和聚酯耐烧蚀复合材料,考察了填料质量、碳纤维长度对复合材料烧蚀性能和力学性能的影响。结果表明,(联二脲+磷酸密胺盐)复合物、碳纤维质量增加,复合材料耐烧蚀性能提高;碳纤维长度增加,对复合材料耐烧蚀性能提高作用更明显,但会影响加工性能。复合材料力学性能均随(联二脲+磷酸密胺盐)复合物和碳纤维质量的增加先增大后减小。当每100 g不饱和聚酯中(联二脲+磷酸密胺盐)复合物质量为30 g、4 mm碳纤维质量为3 g时,复合材料的综合性能最佳。用该配方作为推进剂包覆材料包覆某改性双基推进剂燃气发生器并进行发动机试验,燃气发生器工作正常,压力-时间曲线平稳。燃气发生器工作完成后包覆层残留壳体完整、残留率高。     

三聚氰胺磷酸盐在推进剂绝热层中的应用及作用机理

介绍三聚氰胺磷酸盐作为填料在推进剂绝热层中的应用及其作用机理、对火的防护模式、与绝热层基体材料的匹配性和其他优异性能。在绝热层中添加高效复合阻燃剂是实现绝热层无烟化的重要措施之一。使用三聚氰胺磷酸盐作为绝热层的填料,既可提高绝热层的耐烧蚀冲刷性能,降低烧蚀率,又有利于降低绝热层的密度。三聚氰胺磷酸盐是保障绝热层综合性能的关键材料。     

八乙烯基硅倍半氧烷对三元乙丙橡胶绝热层材料性能的影响

为改进三元乙丙橡胶(EPDM)绝热层材料的烧蚀性能,将八乙烯基硅倍半氧烷(OVP)作为耐烧蚀填料应用于EPDM绝热层,制备了EPDM/OVP复合材料,并研究了材料的力学性能与耐烧蚀性能。结果表明:与EPDM相比,EPDM/OVP复合材料拉伸弹性模量明显提高,残炭量有所增大。随着OVP用量的增大,EPDM绝热层材料的线烧蚀率逐渐降低,且烧蚀后形成的炭层更为致密均匀。当OVP添加量为15 phr时,复合材料的综合性能最优,线烧蚀率最小,为0.058 2 mm/s,较EPDM降低了27.3%,可见OVP在提高EPDM耐烧蚀性能方面有较高应用价值。     

固体推进剂用喷涂聚脲包覆材料的性能

以喷涂聚脲(SPUAE)弹性体作为基体,通过加入阻燃剂、烧蚀填料和工艺助剂等制备了SPUAE基包覆材料,并对该包覆材料进行了相容性、旋转黏度和烧蚀性能表征。结果表明,该包覆材料与固体推进剂的相容性好,工艺助剂可以明显降低包覆材料胶液的旋转黏度,以3.5水硼酸锌、云母粉和联二脲组合的填料体系能显著改善包覆材料的耐烧蚀性能和烧蚀面形貌,线烧蚀率从1.06 mm/s降低到0.369 mm/s,烧蚀面致密光滑。     

硅橡胶绝热层在固体冲压发动机试验后性能变化分析

对300余秒冲压发动机试验后的硅橡胶绝热层试验件残骸进行解剖分析,制样,测试了试验后烧蚀碳化层的密度、导热系数,并测量计算试验后发动机内部不同部位绝热层线烧蚀率。经与试验前实测数据进行对比,得出以下结论:硅橡胶绝热层在冲压发动机试验后,碳化层密度较原始材料增大,碳化层导热系数较原始材料降低;冲压发动机工作过程中绝热层的烧蚀是一个很复杂的过程,不同部位烧蚀情况差异较大,总的规律是头部较尾部烧蚀严重。并从理论上对此结论进行了解释。     

有机纤维/酚醛树脂对NBR基烧蚀材料性能的影响

研究了有机纤维和酚醛树脂配比对以NBR为基体材料的烧蚀材料性能的影响。通过测试烧蚀材料的烧蚀率、物理性能和粘合性能表明，有机纤维和酚醛树脂能够降低烧蚀材料的烧蚀率，提高其耐烧蚀性能，降低材料的扯断伸长率；酚醛树脂能够提高烧蚀材料的粘合性能；当有机纤维硼醛树脂配比为15/90时，烧蚀材料可以获得较低的烧蚀率，并保持一定的物理性能和粘合性能。     

无机-有机纳米杂化烧蚀材料的制备及其性能

为研制新型少烟、低密度、耐烧蚀材料,将笼形八乙烯基硅倍半氧烷（OVP）与三元乙丙橡胶（EPDM）通过双辊混炼机制成无机-有机纳米杂化烧蚀材料,考察了材料的力学、烧蚀、低特征信号和密度等主要性能。结果表明,用OVP取代部分聚磷酸铵（APP）后烧蚀材料的线烧蚀率显著降低,从0.077mm/s降低到0.056mm/s,同时烟雾和密度也有所降低。     

耐烧蚀柔性绝热层材料的研究现状及发展趋势

综述了耐烧蚀柔性绝热层材料的研究现状,主要介绍了NBR、EPDM和硅橡胶耐烧蚀柔性绝热层配方材料及主要性能,分析了EPDM和硅橡胶的粘接性能;简单介绍了聚膦腈弹性体在绝热层方面的应用现状和前景,提出了耐烧蚀柔性绝热层材料的未来发展趋势。     

预混造粒对硅橡胶绝热材料性能的影响

研究了硫化助剂预混造粒工艺对硅橡胶绝热层材料力学性能、烧蚀性能和填料分散性的影响。结果表明:硫化助剂预混造粒后可有效提高芳纶纤维、白炭黑等填料在硅橡胶绝热层材料中的分散性;与传统添加助剂粉料方式制成的绝热层相比,该方法制成的硅橡胶绝热层材料拉伸强度、拉断伸长率和烧蚀性能的稳定性较好,减少了材料因混合不均而产生的缺陷。     

LDA/APP对丁腈橡胶力学性能影响

为了研究阻燃剂LDA、APP对丁腈橡胶力学性能的影响，将LDA、APP单独或混合应用于丁腈橡胶配方中，测试了试样的拉伸强度。定伸应力和伸长率。结果表明，LDA、APP具有较好的补强效果，LDA不影响丁腈橡胶的硫化反应和交联密度。     

APP/层状硅酸盐填充UPR包覆层的耐烧蚀机理

将有机填料聚磷酸铵(APP)分别与层状硅酸盐类填料有机改性蒙脱土、滑石粉复配后填充UPR绝热包覆材料,通过氧乙炔烧蚀试验考察了复合材料的烧蚀性能.采用TG-DTG、SEM等研究有机-无机复配填料改性UPR包覆材料耐烧蚀性能的作用机理.结果表明,当APP与蒙脱土的质量比为20∶5,APP与滑石粉质量比为20∶30时,复合材料的耐烧蚀性能最佳,线烧蚀速率分别为0.317、0.363 mm/s.热分解试验600℃时,APP/有机改性蒙脱土/UPR的实际残留量比计算残留量增加8.2%,APP/滑石粉/UPR增加3.9%.烧蚀试验后APP/有机改性蒙脱土/UPR形成片层状残炭结构;APP/滑石粉/UPR生成较为松散的残炭.     

LDA／APP对聚醚聚氨酯弹性体性能的影响

以聚氧化丙烯二醇（N220）、甲苯二异氰酸酯、一缩二乙二醇等为主要原料，以联二脲（LDA）、聚磷酸铵（APP）作为阻燃剂，研制了聚醚聚氨酯弹性体。研究了LDA／APP含量对弹性体的物理力学性能和阻燃性能的影响结果表明，LDA与聚醚聚酯弹性体的相容性较好，可以大幅度提高其物理力学性能，APP的相容性则相对比较差。两者都可以提高材料的阻燃消烟性能，当LDA／APP以及30／30比例混合时，可以获得较佳的阻燃消烟效果。     

聚磷酸铵疏水改性及其阻燃聚乙烯的性能研究

利用十八烷基胺对聚磷酸铵（APP）进行表面修饰改性,通过静态接触角对改性后的APP进行润湿性能的测试,其接触角达到了136°,说明改性后的APP具有良好的疏水性能。将改性的APP与成炭发泡剂（CFA）以4:1的比例进行复配后加入到聚乙烯（PE）中,制备阻燃PE材料,并通过氧指数（LOI）和垂直燃烧研究了材料的阻燃性能,通过拉伸和弯曲测试研究了材料的力学性能,通过水煮的方法研究了阻燃材料的耐水性。测试结果表明,与未改性的APP相比,APP的表面改性使得阻燃PE材料的阻燃性能略有降低,但提高了阻燃剂与聚合物的相容性,阻燃PE的力学得到了提高,同时阻燃材料的耐水性能得到了大幅度的提高,其阻燃剂的水抽出率大大降低,当阻燃剂的添加量为25%时,阻燃材料的抽出率仅为0.12%。     

膨胀阻燃三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的性能

分析了膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)的加入方式对三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)体系硫化特性的影响,研究了加入不同膨胀型阻燃剂及协效剂硼酸锌(ZB)、有机蒙脱土(OMMT)对动态硫化EPDM/PP热塑性硫化胶(EPDM/PPTPV)性能的影响。结果表明,在动态硫化前加入APP或PER时,EPDM/PP体系不能进行硫化;当APP的加入量为30份时,EPDM/PPTPV的综合力学性能较佳;在EPDM/PPTPV中同时加入APP、PER、三聚氰胺(MEL)时,随着三者加入量的增加,体系的阻燃性能增强,但拉伸强度明显降低,三者的最佳用量为30份APP、10份PER、10份MEL,此时体系的黏度与纯EPDM/PPTPV相当;加入ZB或OMMT时,EPDM/PPTPV的拉伸强度降低,且加入OMMT体系的阻燃效果优于加入ZB体系;加入OMMT时,在低剪切速率下,体系的黏度减小;在高剪切速率下,体系的黏度增大;加入ZB时,在低剪切速率下,体系的黏度与未加ZB体系相当;在高剪切速率下,体系的黏度增大。     

合成绝缘子组装用室温硫化硅橡胶

研究了一种用于合成绝缘子组装的单组分室温硫化硅橡胶（RTV-1）。重点考查107胶、增塑剂、填料及偶联剂对RTV-1的流平性及其粘接性能的影响。结果发现,该RTV-1粘接绝缘子材料效果优异,自流平性好,可用于合成绝缘子粘接组装。     

Improving ablation properties of liquid silicone rubber composites by in situ construction of rich-porous char layer

In this article, ammonium polyphosphate (APP) and ammonium pentaborate (APB) were introduced to liquid silicone rubber with an aim of building rich-porous char structure in situ, thereby improving thermal insulation properties. Thermogravimetric analyses indicated that the incorporation of APP greatly increased the char residue of the composites. Oxy-acetylene torch tests showed that the addition of either APP or APB powders effectively enhanced the ablation resistance of the composites, whereas Shore A hardness tests revealed that the APP-containing composites exhibited a higher hardness than APB-filled counterparts. The linear ablation rates of composites with 40 phr APP or APB were reduced by 34.16% and 36.19%, respectively, when compared with the control sample. The maximum back-face temperatures of composites with 40 phr APP or APB was reduced to as low as 73°C. The APP-containing composites exhibited superior ablation resistance, considering both the linear ablation rate and the mechanical properties of char layer. In addition to SiO₂, SiC, and C, B₂O₃ was produced in the APB composites, as characterized by XRD and Raman analysis. Combined with SEM, it was proven that the formation of a firm, continuous, rich-porous and thermal insulation char layer was advantageous to improve the ablation and insulation properties.     

Mechanical property improvement and fire hazard reduction of ammonium polyphosphate microencapsulated in rigid polyurethane foam

Ammonium polyphosphate (APP) is an effective phosphorus-containing flame retardant. But APP also has excellent hygroscopic capacity and decreases the mechanical property of composite. The aim of the study was to microencapsulate APP with polymethyl methacrylate (PMMA) to prepare microencapsulated ammonium polyphosphate (PMAPP) in order to eliminate the harmful effects caused by the mechanical property of composite. The microcapsules are characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TG), and hydroscopicity test and observed by scanning electron microscopy (SEM). Fire hazard of rigid polyurethane foam (RPUF) is evaluated using a cone calorimeter and limited oxygen index test. The mechanical property of RPUF is studied by compressive strength test. The results show that APP has been microencapsulated by PMMA successfully and the shell does not decrease the beneficial effect of APP on fire hazard of RPUF. Furthermore, the shell also reduces the damage of APP on the mechanical property of composite. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 48307.     

中空玻璃微球在硅橡胶包覆层中的应用

研究了中空玻璃微球对硅橡胶包覆层材料的密度、工艺性能、力学性能和耐烧蚀性能的影响。结果表明,中空玻璃微球能显著降低材料的密度,但对胶料的工艺性能影响较大。表面处理不仅可以减小中空玻璃微球对胶料黏度的影响,而且能够提高对硫化胶的补强能力。单独使用时,中空玻璃微球可使包覆层材料的烧蚀率不断提高;但加入10 g气相白炭黑后,随中空玻璃微球的增加,材料的烧蚀率先升后降,变化显著。