近年來(lái)航空航天領(lǐng)域飛速發(fā)展,航空航天器和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)效率的要求不斷提高,這對(duì)熱防護(hù)材料及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了巨大的挑戰(zhàn),因此開(kāi)發(fā)隔熱的耐高溫材料以實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵組件的保護(hù)就顯得尤為重要。當(dāng)航天器暴露于中等熱通量大約2分鐘或在較高溫度（500-800oC）下時(shí),通常利用聚合物基熱防護(hù)材料提高相應(yīng)部件的性能極限。其中硅橡膠彈性體性能優(yōu)異,用途廣泛,其物理和化學(xué)特性介于普通聚合物和無(wú)機(jī)物之間,分子網(wǎng)絡(luò)中化學(xué)鍵作用力強(qiáng),具有低線性燒蝕率,高產(chǎn)氣量,高殘留碳量和良好粘結(jié)性能。除此之外,硅橡膠彈性體還具有獨(dú)特的耐高溫性和耐低溫性,因此其具有作為熱防護(hù)材料的潛力。針對(duì)目前相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際需求,本課題以α,ω二羥基聚二甲基苯基硅氧烷作為基體制備完成了一種室溫固化的耐熱硅橡膠。選用與基體硅橡膠相容性良好的籠型倍半硅氧烷（POSS）從分子水平提高基體硅橡膠分子的剛性,進(jìn)而提升其耐熱性和機(jī)械性能。探究結(jié)構(gòu)不同的三羥基異丁基POSS,八羥基POSS,八氨基POSS,八乙烯基POSS分別與硅橡膠共混后硅橡膠熱性能及機(jī)械性能的變化,其中POSS的加入比例分別為1 wt%,3 wt%,5 wt%。通過(guò)對(duì)比四種POSS對(duì)硅橡膠... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

隔熱涂層系統(tǒng)多層的示意圖[15]

點(diǎn)，RTV硅橡膠在實(shí)際應(yīng)用之中擁有非常廣闊的前景[29]。目前，生產(chǎn)RTV硅橡膠的企業(yè)比較多，美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)以及日本有幾家公司的產(chǎn)品質(zhì)量較好，這些企業(yè)占領(lǐng)了中國(guó)RTV硅橡膠的中高端領(lǐng)域市常近年來(lái)，在國(guó)外RTV硅橡膠產(chǎn)業(yè)壯大的同時(shí)，我國(guó)的RTV硅橡膠產(chǎn)業(yè)也在飛速發(fā)展。中國(guó)現(xiàn)有的RTV硅橡膠制造商主要集中在中南部沿海地區(qū)，其中有十幾家企業(yè)年產(chǎn)量可以達(dá)到2萬(wàn)噸。2016年，中國(guó)室溫固化硅橡膠企業(yè)共有50多家，總產(chǎn)能約為109.2萬(wàn)噸/年，總產(chǎn)量約為60.8萬(wàn)噸[30]。室溫固化硅橡膠通常以α,ω二羥基聚二有機(jī)硅氧烷為基膠（如圖1-2所示），成型過(guò)程中將添加固化劑，催化劑，填料和其他助劑[31]。其中聚二甲基硅氧烷和傳統(tǒng)有機(jī)聚合物相比在物理化學(xué)性質(zhì)上具有差異，這是（-Si-O-）和（-C-O-）鍵之間的差異所致。根據(jù)EYilgr[32]等人的研究表明，該差異可從兩方面進(jìn)行解釋：C-O和Si-O鍵長(zhǎng)分別為1.43和1.83，對(duì)比可以看出二者的電負(fù)性有所不同；另一方面，Si-O和C-O鍵，離解能分別為460kJ/mol和345kJ/mol，因?yàn)榫酆衔锏臒岱�(wěn)定性與鍵的離解能密切相關(guān)，因此表明聚二甲基硅氧烷比傳統(tǒng)的有機(jī)聚合物更加穩(wěn)定，從分子結(jié)構(gòu)上闡述了室溫固化硅橡膠熱穩(wěn)定性能優(yōu)異的根本原因。圖1-2α,ω二羥基聚二有機(jī)硅氧烷RTV硅橡膠主要由單組分（RTV-1）和雙組分(RTV-2)組成。分類原理是由于硅橡膠和固化劑交聯(lián)固化的方式不同。RTV-2硅橡膠固化過(guò)程更為復(fù)雜，其使用不如RTV-1硅橡膠方便，所以在實(shí)際應(yīng)用中RTV-1硅橡膠得到了更廣泛的應(yīng)用。依據(jù)RTV-1硅橡膠的固化反應(yīng)原理，單組分縮合型室溫固化硅橡膠與單組分加成型室溫固化硅橡膠共同組成了RTV-1硅橡膠。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，單組分縮合型室溫硫化硅橡膠的應(yīng)用前景最廣闊。通常采用真空包裝的RTV-1

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-是其中之一，在超冷空間和高溫環(huán)境下返回地球時(shí)，硅橡膠可以承受溫度差異并保持正常的功能。而RTV硅橡膠具有高熱穩(wěn)定性、成型條件簡(jiǎn)單、實(shí)際應(yīng)用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)關(guān)于RTV硅橡膠熱防護(hù)材料的研究越來(lái)越多。1.2.2RTV-1硅橡膠固化機(jī)理固化劑的選擇對(duì)RTV-1硅橡膠的固化過(guò)程影響很大，一般情況下，RTV-1硅橡膠基礎(chǔ)聚合物與固化劑無(wú)法獨(dú)立相互作用，需要借助相應(yīng)的催化劑降低反應(yīng)活化能以固化成型。有機(jī)錫類催化劑和有機(jī)鈦類催化劑是RTV-1硅橡膠常用的催化劑。其中有機(jī)錫類催化劑具有高效的催化性能且儲(chǔ)存運(yùn)輸方便，因此在實(shí)際應(yīng)用中，其適用范圍更廣[42]。以RTV-1脫醇型硅橡膠為例，介紹RTV-1硅橡膠的固化機(jī)理。如圖1-3所示，使用正硅酸乙酯為固化劑，固化劑與空氣中的水份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水解生成硅醇，脫出小分子醇類。水解之后的固化劑與帶有端羥基活性官能團(tuán)的硅橡膠相互作用，進(jìn)而形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。圖1-3脫醇型室溫固化硅橡膠固化反應(yīng)機(jī)理圖通常情況下RTV-1硅橡膠需要借助催化劑固化成型。其反應(yīng)原理及過(guò)程如下：催化劑先與固化劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得固化劑快速水解，二者結(jié)合得到的產(chǎn)物與室溫固化硅橡膠反應(yīng)的活性大幅度提升，進(jìn)而另硅橡膠快速固化成型。圖1-4為催化劑二月桂酸二丁基錫與固化劑正硅酸乙酯配合作用機(jī)理。交聯(lián)部分

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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