硅橡胶绝热材料热化学烧蚀特征试验分析

采用烧蚀试验发动机对硅橡胶绝热材料进行了燃气速度仅为0.48 m/s,粒子含量极低的热化学烧蚀试验研究。得到了炭化烧蚀率和质量烧蚀率。观测分析了烧蚀后炭化层和热解层表面和侧面的宏观、细观结构特征。将硅橡胶绝热材料的热化学烧蚀特征与相同试验条件下的三元乙丙橡胶绝热材料烧蚀特征进行了对比,给出了硅橡胶绝热材料烧蚀建模计算的一些建议。     

富氧度和粒子浓度对硅橡胶绝热材料烧蚀行为影响对比

为探究富氧度和粒子浓度对硅橡胶绝热材料烧蚀行为影响机理间的联系,基于自主研发的氧-煤油烧蚀试验系统,对某型硅橡胶基绝热材料进行了烧蚀试验。试验共设计有0%、5%、9%、15%、20%5组富氧度条件,每组均设置4%、6%、8%、10%4类粒子浓度,试验后测算各试样烧蚀率,并绘制了烧蚀率、富氧度和粒子浓度的三维曲面图,同时利用扫描电镜(SEM)对试样进行微观形貌研究。结果表明:在试验参数范围内,当富氧度一定时,随粒子浓度的增加,材料的2类烧蚀率均有所增大;而粒子浓度不变时,材料烧蚀率随富氧度的增加先上升后下降,在9%左右达到极值;粒子浓度直接影响材料表面的机械受力状况;富氧度影响材料中SiO_2的生成速率,在低富氧度条件下,SiO_2的生成析出量无法全面包裹保护纤维,致使烧蚀率略有上升;而在高富氧度条件下,生成的SiO_2附着在纤维丝表面加强了耐冲蚀性能,减缓了粒子破坏;粒子浓度对材料烧蚀行为的影响大于富氧度对材料烧蚀行为的影响,在开展的实验条件下,约是富氧度影响的5倍。     

纤维织物和耐烧蚀填料对硅橡胶涂覆织物性能的影响

为研制防隔热效率更高的耐烧蚀硅橡胶涂覆织物,采用不同种类的纤维织物和耐烧蚀填料制备出多种新型硅橡胶涂覆织物,并分别研究了纤维织物种类、耐烧蚀填料种类和用量对硅橡胶涂覆织物力学性能和烧蚀性能的影响。实验结果表明:当选用碳纤维布(T300)作为增强骨架材料时,硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能最优;随着耐烧蚀填料添加量的增大,硅橡胶涂覆织物的邵氏A硬度逐渐增大,其拉伸强度和断裂延伸率均呈现出先升高后降低的趋势;综合考虑力学性能,耐烧蚀填料的最佳用量为2 g/100 g;耐烧蚀填料能有效提高硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能,其中酚醛纤维和黏胶基碳纤维的增强效果更好。     

考虑炭化绝热材料膨胀现象的体烧蚀模型

针对炭化层厚度大于绝热材料损耗厚度的实验现象,建立了考虑膨胀现象的双区体烧蚀模型。认为膨胀是在热解过程中产生的,且炭化层的生成速率是基体推移速率的2倍。在每一个时间步长根据当地温度与绝热材料热解温度的关系判断炭化层与基体的交界面位置,进行网格重新划分及数据交换耦合计算。结果表明,利用双区体烧蚀模型计算得到的烧蚀率和炭化层孔隙结构与烧蚀实验发动机实验结果相吻合,证明了文中模型能够基本反映EPDM类绝热材料的烧蚀特性。     

芳砜纶在制动摩擦材料中的应用

采用芳砜纶、玄武岩和硅灰石为纤维增强体,锆英石为磨料,石墨为固体润滑剂,蛭石和重晶石分别为降低噪音和成本的填料,腰果酚型苯并嗪改性的酚醛树脂为基体,制备了含芳砜纶的制动摩擦材料。测定了摩擦材料的热衰退性、热恢复性和体积磨损率。结果表明,芳砜纶具有降低摩擦系数和改善体积磨损率的作用,含9%体积分数芳砜纶的制动摩擦材料具有最佳摩擦性能。     

石墨基体等离子喷涂TiC涂层耐烧蚀性能研究

采用等离子喷涂方法在石墨基体上制备出较为致密的Mo黏结层和TiC耐烧蚀涂层,利用SEM,XRD表征氧乙炔烧蚀试验前后涂层的表面形貌与相结构.结果表明:随着烧蚀距离减小,涂层质量烧蚀率呈现先增加后减小的趋势,最终趋于稳定;随着烧蚀时间增大,致密化区域快速增大,涂层质量烧蚀率略有增加.烧蚀过程中涂层经历了点状熔融、线形连接、网状连接和完全致密4个过程.TiC涂层在高温燃流作用下氧化生成TiO2并熔融,在燃流冲刷和表面张力作用下发生黏性流动,形成TiO2致密层,从而减小了机械剥落,降低了涂层质量烧蚀率.     

硅橡胶在仿真塑像中的应用

硅橡胶具有－ＳＩ－Ｏ－结构，使得分子链有很好的柔顺性，故其弹性好，耐寒（－７０℃）耐热（３００℃）．采用硅橡胶制作出的仿真塑像色泽均匀、生动逼真，且可放置于露天或室内，环境要求不苛刻．     

补强填料在硅橡胶中的应用研究

添加填料是硅橡胶补强最主要的手段,综述了蒙脱土、四针状氧化锌晶须、聚碳酸酯微粉作为补强填料在硅橡胶中的应用研究概况。     

导电填料在导电硅橡胶中的应用进展

将导电填料分散在硅橡胶中可制得导电硅橡胶，介绍了炭系和金属系两类导电填料在导电硅橡胶中的应用进展状况。     

苯基硅橡胶复合材料的制备与性能研究

通过阴离子开环聚合的方法合成了二苯基硅橡胶（DPVMQ）与单苯基硅橡胶（MPVMQ）,并研究了苯基链节的种类与含量对硅橡胶复合材料性能的影响。结果表明：随着硅橡胶分子主链上苯基链节含量的增加,DPVMQ与MPVMQ在硫化过程中的扭矩差均有不同程度的减小,两者的拉伸强度均呈先增大后减小的趋势,但DPVMQ展现了更好的拉伸性能;随着苯基链节含量的增加,DPVMQ与MPVMQ的损耗峰向高温方向移动,其中DPVMQ的损耗峰有效温域更宽,损耗峰对应的温度也更高;DPVMQ与MPVMQ在辐照后的拉伸强度保持率随苯基链节含量升高都大致呈上升的趋势,含有25%摩尔分数苯基链节的DPVMQ在辐照后的拉伸强度保持率达到88.9%。     

硅橡胶导电复合材料电性能的DC/AC测试

对炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的伏-安特性进行了DC/AC测试.测试结果表明:该种导电复合材料具有非欧姆特性,电压与电流之间具有非线性关系.交流测试情况下,当交流电激励频率变化较小时,输出电流基本不受影响;而当频率变化较大时,输出电流发生了较明显变化,电流随着频率的增大逐渐增大.由此可知试样的电阻抗随着交流频率的增大而不断减小.在炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的导电体系中,隧道导电(电容阻抗)与搭接/接触导电(电阻阻抗)同时存在,隧道电流是非欧姆特性及频率增大时阻抗减小的主要原因.结果分析表明:对该类导电复合材料进行电阻(抗)测试时,需了解所使用测试仪器的激励电源模式.     

硅橡胶/羟基磷灰石生物材料的制备及血液相容性

通过共混法制备出羟基磷灰石(HA)含量不同的硅橡胶(SR)与羟基磷灰石复合生物材料,并对其机械性能和血液相容性进行表征.采用DXLL-2500电子万能拉力机、XY-1橡胶硬度计对材料机械性能进行测定;以溶血率、动态凝血指数及血小板粘附表征材料的血液相容性.当羟基磷灰石质量分数为30%、40%、50%、60%、70%时,材料的撕裂强度分别为0 38、0 44、0 99、0 85、0 54kN·mol-1;溶血率分别为0 61%、0 51%、0 30%、0 26%、0 29%.实验结果表明,羟基磷灰石质量分数为60%时,该复合材料具有较好的撕裂强度和拉伸强度.溶血实验、动态凝血实验及血小板粘附试验也表明该复合材料具有很好的血液相溶性.     

可瓷化硅橡胶的制备与性能

以硅橡胶为基材、低软化点玻璃粉为成瓷填料,采用双辊开炼的方法制备一种可瓷化硅橡胶复合材料。研究玻璃粉用量对复合材料拉伸性能及瓷化性能的影响。结果表明:玻璃粉用量对复合体系的拉伸强度影响较小,在6~7 MPa间波动,对体系的断裂伸长率有显著影响,从约180%下降到110%;玻璃粉用量较大时,瓷化温度从750℃迅速下降到600℃;玻璃粉用量增加可提高低温瓷化物的抗热冲击性。扫描电镜观察结果表明:瓷化物内部存在大量气孔,导致试样的致密性均较差。     

缩合型硅橡胶与金属的粘接研究

在以南大α系列硅烷偶联剂为基础的交联增粘体系中,引入某些γ系列硅烷偶联剂及增粘助剂,制成单组分室温硫化型粘合剂,并测定了其与铝、铜及不锈钢的粘接性能关系.研究表明:在既定的体系中加入KH-550、KH-792、WD-30以及KH-550与KH570的反应物可有效提高粘合剂对铝合金、黄铜及不锈钢的内聚破坏率,而且KH-550、KH-792还有助于改善粘合剂的贮存稳定性.     

硅橡胶涂层憎水性迁移的研究

硅橡胶涂层具有优异耐污闪能力的主要原因在于它的憎水性迁移特性。论文研究了环境温度、硅像胶的分子量、交联程度、老化时间等因素对憎水迁移特性的影响，用电子扫描电镜观察到伴随憎水性的出现污层表面形貌发生了很大变化。气相色谱、裂解色谱以及红外谱图的分析结果不支持小分子硅氧烷迁移的假说，文后对憎水性迁移的机理问题进行了讨论。     

多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料压敏元件特性

为研究碳纳米管填充聚合物复合材料的压力敏感特性,将硅橡胶为基体、多壁碳纳米管为填料的复合材料涂覆在印制板基底上,经溶剂挥发成膜,制备出柔顺式复合材料压敏元件。对碳纳米管质量分数1.6%、4.3%、9.3%的元件进行压阻特性测试,在单轴步进压力下实时检测压力和元件电阻。结果表明,压敏元件在0～110N单轴步进压力下表现出正压阻效应,特性曲线的变化区间与碳纳米管质量分数相互对应。提出压阻效应的机理是元件在压力作用下产生变形,导致碳纳米管导电网络发生破坏与重构。扫描电镜分析表明,碳纳米管随机取向分散于硅橡胶基体中,形成1-3型复合结构。该新型复合材料压敏元件可用于开发柔顺式力传感器。     

硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能研究

进行了3种测定硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能的对比实验．实验结果表明：硅橡胶膜的渗透蒸发作用可有效消除乙醇发酵过程中的产品抑制效应,将乙醇产率提高至传统发酵过程的3～4倍;从发酵液中连续分离出来的乙醇,经过冷凝后成为高浓度产品,冷阱收集液乙醇浓度可达原料液乙醇浓度的4倍左右．膜的固定作用使反应器中保持了较高的酵母细胞浓度,但是无机盐、不挥发性副产物及老化细胞的堆积会影响细胞活性,为了获取高乙醇产率,必须将部分发酵液从膜生物反应器中取出．     

MFI型沸石填充硅橡胶分离膜的制备、结构与性质

用ＺＳＭ－５沸石或硅沸石（ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－１）填充硅橡胶制成了疏水性分离膜，它对有机溶剂／水系统的渗透蒸发性能与膜的组成、结构以及吸附、脱附行为有关．所填充的沸石结构性质（如硅铝比、阳离子、Ｓｉ－ＯＨ缺陷以及结晶度等）是影响膜分离性能的关键因素．用结构完美、疏水性优良的硅沸石制备的填充膜其乙醇／水的分离系数α可达３０．基材硅橡胶本底的分离性质也影响填充膜的性能．填充膜对正丙醇／水、异丙醇／水、丙酮／水系统的分离效果不同与这些有机分子的分子尺寸及极性有关．本文还研究了填充膜的机械性能随填充量改变的规律．     

退役硅橡胶复合绝缘子热降解行为的研究

采用在线热裂解-气质联用（Py-GC-MS）技术对废旧硅橡胶复合绝缘子在不同温度下（300 ℃,400 ℃,500 ℃,600 ℃）的热降解行为进行了研究,并通过质谱中裂解产物的碎片离子信息对其裂解机理进行探究。结果表明：硅橡胶裂解产物为一系列二甲基硅氧烷环体及少量的链状硅氧烷,主要环体为六甲基环三硅氧烷（D₃）、八甲基环四硅氧烷（D₄）及环五硅氧烷直至环九硅氧烷;较高的裂解温度下,大环基本裂解完全,仅剩小环裂解产物。因此用热裂解处理废旧硅橡胶时,温度需要达到500 ℃及以上才会有较好的效果。