硅橡膠絕熱材料配方及性能研究
本文關(guān)鍵詞:硅橡膠絕熱材料配方及性能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本論文分別從室溫硫化(RTV)硅橡膠絕熱材料的陶瓷化體系、耐燒蝕體系和新型阻燃劑等方面開展了配方研究,系統(tǒng)地研究了配方中各種體系對絕熱材料性能的影響。首先,研究了基體材料中苯基硅橡膠,氣相Si O2以及芳綸短纖的含量對RTV硅橡膠絕熱材料性能的影響并優(yōu)化了制備工藝。確定了RTV硅橡膠絕熱材料的基礎(chǔ)配方,發(fā)現(xiàn)添加50份苯基硅橡膠,20份氣相Si O2和8份芳綸短纖的樣品綜合性能最優(yōu)。其次,以室溫硫化硅橡膠(RTV-107)為基材,低熔點玻璃粉為助瓷劑,添加煅燒高嶺土、硅灰石、云母等硅酸鹽類陶瓷填料,制備出一種陶瓷化硅橡膠絕熱材料。測試結(jié)果表明,陶瓷化的絕熱材料開始熱分解溫度和殘?zhí)苛吭黾?熱穩(wěn)定性能得到大幅提升,電阻爐燒結(jié)后的樣品有陶瓷特性且具備一定彎曲強度,微觀形貌特征分別為不致密絮狀結(jié)構(gòu)(600℃燒結(jié)后)和液相橋連的多孔結(jié)構(gòu)(800-1000℃燒結(jié)后)。同時氧乙炔燒蝕測試顯示,在保持一定的機械性能基礎(chǔ)上,樣品的燒蝕炭層強度及燒蝕率都有大幅改進(jìn)。其中,添加高嶺土的樣品綜合性能較好,20s線燒蝕率和質(zhì)量燒蝕率分別為0.218mm/s和0.107g/s,掃描電鏡(SEM)中也觀察到完整致密的表面炭層,表現(xiàn)出良好的耐高溫沖刷性能。然后,研究了磷系阻燃劑聚磷酸銨(APP)、二乙基次膦酸鋁(ADP)及其與POSS復(fù)配使用對RTV硅橡膠絕熱材料性能的影響。發(fā)現(xiàn)三種阻燃劑無論單獨添加還是復(fù)配使用都有效提升了RTV硅橡膠絕熱材料燒蝕和阻燃性能,其中,添加了15份ADP和10份OPS的RTV硅橡膠的線燒蝕率為0.079mm/s,相比于標(biāo)樣下降了46%,最大熱釋放速率為159kW/m2,下降了53%,綜合性能最優(yōu)。最后,研究了環(huán)磷腈衍生物在RTV硅橡膠絕熱材料中的應(yīng)用。按文獻(xiàn)方法合成了磷腈衍生物APESP,將其作為交聯(lián)劑加入到RTV硅橡膠體系中,結(jié)果表明,不但材料力學(xué)性能有所提高,其燒蝕和阻燃性能也有顯著提升。
【關(guān)鍵詞】:室溫硫化硅橡膠 絕熱材料 燒蝕 線性燒蝕率 炭層
【學(xué)位授予單位】:北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TQ333.93
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第1章 緒論11-22
- 1.1 內(nèi)絕熱材料11-12
- 1.2 內(nèi)絕熱材料的隔熱機理12-13
- 1.3 內(nèi)絕熱層材料組成13
- 1.4 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-20
- 1.4.1 基體材料選擇與改性14-15
- 1.4.2 陶瓷化填料15-16
- 1.4.3 阻燃體系16-20
- 1.4.4 硫化體系20
- 1.4.5 其他填料20
- 1.5 總結(jié)20-21
- 1.6 課題的提出及主要研究內(nèi)容21-22
- 第2章 室溫硫化硅橡膠絕熱材料基礎(chǔ)配方體系的優(yōu)化22-30
- 2.1 引言22
- 2.2 實驗部分22-24
- 2.2.1 主要原料、配方與設(shè)備22-24
- 2.2.2 樣品制備24
- 2.2.3 性能測試24
- 2.3 結(jié)果與討論24-29
- 2.3.1 不同芳綸短纖對硅基絕熱材料的性能影響25-26
- 2.3.2 SiO_2含量對硅基絕熱材料耐燒蝕性能的影響26-28
- 2.3.3 苯基硅橡膠含量對硅基絕熱材料耐燒蝕性能的影響28-29
- 2.4 本章小結(jié)29-30
- 第3章 陶瓷化RTV硅橡膠絕熱材料的性能研究30-42
- 3.1 引言30-31
- 3.2 實驗部分31-33
- 3.2.1 主要實驗原料31
- 3.2.2 RTV硅橡膠絕熱材料制備31-32
- 3.2.3 性能測試與表征32-33
- 3.3 結(jié)果與討論33-41
- 3.3.1 陶瓷化RTV硅橡膠燒結(jié)成瓷性能分析35-37
- 3.3.2 陶瓷化填料對RTV硅橡膠絕熱材料燒蝕性能的影響37-41
- 3.4 本章小結(jié)41-42
- 第4章 新型阻燃劑對RTV硅橡膠絕熱材料性能的影響42-56
- 4.1 引言42-43
- 4.2 實驗部分43-45
- 4.2.1 主要實驗原料43
- 4.2.2 RTV硅橡膠絕熱材料制備43-44
- 4.2.3 性能測試44-45
- 4.3 結(jié)果與討論45-55
- 4.3.1 阻燃劑對RTV硅橡膠絕熱材料力學(xué)和燒蝕性能的影響45-46
- 4.3.2 燒蝕后的RTV硅橡膠絕熱材料形態(tài)學(xué)分析46-50
- 4.3.3 阻燃劑對RTV硅橡膠絕熱材料熱穩(wěn)定性的影響50-52
- 4.3.4 阻燃劑對RTV硅橡膠絕熱材料阻燃性能的影響52-55
- 4.4 本章小結(jié)55-56
- 第5章 磷腈化合物對RTV硅橡膠絕熱材料性能的影響56-72
- 5.1 引言56
- 5.2 實驗部分56-61
- 5.2.1 主要原料、配方與設(shè)備56-57
- 5.2.2 六氯環(huán)三磷腈的精制57
- 5.2.3 六氨丙基三乙氧基環(huán)三磷腈 (APESP)的合成57-58
- 5.2.4 室溫硫化(RTV)硅橡膠膠片的制備58-60
- 5.2.5 室溫硫化(RTV)硅橡膠絕熱材料的制備60
- 5.2.6 性能測試60-61
- 5.3 結(jié)果與討論61-70
- 5.3.1 合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征分析61-64
- 5.3.2 RTV硅橡膠膠片的性能分析64-67
- 5.3.3 RTV硅橡膠絕熱材料的性能分析67-70
- 5.4 本章小結(jié)70-72
- 第6章 結(jié)論與展望72-74
- 6.1 全文總結(jié)72
- 6.2 主要創(chuàng)新點72-73
- 6.3 研究展望73-74
- 參考文獻(xiàn)74-79
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-80
- 致謝80
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