影响纤维∕橡胶材料烧蚀率的因素初探

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1、耩鼙耩零礁雾2012年6月第3期影响纤维／橡胶材料烧蚀率的因素初探张春梅’杜华太1庞明磊1张志刚1杜明欣1陈斌2(1．山东非金属材料研究所，济南250031；2．山东空军代表室，济南250031)摘要：研究了纤维含量及纤维取向方向、烧蚀时间对纤维／橡胶材料烧蚀率的影响，发现立式制样工艺下材料的烧蚀性能明显好于平行制样工艺，随耐热纤维含量增加；材料的烧蚀率降低。烧蚀过程中，随烧蚀时间延长，材料的线烧蚀率和质量烧蚀率降低。关键词：制样工艺；纤维含量；烧蚀时间；改性丁腈橡胶‘EXFoftheFacto]AffePreli

2、minaryExplorationoftheFactorsAffectingtheFiber／rubberMaterial【AblationRateZhangChunmeilDuHuatailPangMingleilZhangZhigan91DuMingxinlChenBin2(1．InstituteofShandongNon-MetallicMaterials，Jinan250031；2．AirForceStationedinShandongMilitaryRepresentativeOffice．Jinan25

3、0031)Abstract：Inthispaper,theinfluencesoffibercontent．．directionoffiberorientationandablationtimeonfiber／robbermaterialablationratewerestudied．ItjSfoundthatablationperformanceofmaterialthroughvertic,"alsampleprocessissignificantlybetterthanthatofparallelsample

4、preparationprocess．WitIItheheat．-resistantfibercontentincreased，theablationrateofmaterialsreduced,．Duringtheablationprocess,withtheablationtimeextended，linearablationrateandthemassablationrateofmaterialreduced．Keywords：samplepreparationprocessfibercontent；abla

5、tiontime；；modifiednitrilerubber1引言柔性耐烧蚀材料是火箭、导弹发动机的关键材料之一，可用于发动机燃烧室柔性绝热层、喷管喉衬部位的密封件、推进剂限燃包覆层等。柔性烧蚀材料一般以橡胶为基体，在其中添加耐热性好的纤维(如芳纶纤维‘卜31、芳砜纶纤维[4-。61、聚丙烯腈纤维‘7～91等)，以提高橡胶的耐烧蚀性能。影响纤维填充橡胶材料烧蚀率的因素有内因和外因，内因包括橡胶基体的耐热性、成炭性，纤维的种类、用量及纤维在橡胶中的取向方向。外因主要指测试条件，目前研究者广泛采用的烧蚀试验方法是氧乙

6、炔烧蚀试验，试验中氧乙炔气体压力、流量和混合比、烧蚀距离、烧蚀时间等都会影响材料的烧蚀率。其中烧蚀距离和气体条件都是通过影响烧蚀温度进而影响材料烧蚀性能的，目前没有测试烧蚀过程中氧乙炔焰温度的统一的方法标准，本文对烧蚀温度的影响暂不考虑，认为给定气体压力、流量和混合比下烧蚀温度相同。关于烧蚀条件对材料烧蚀率影响的研究较多【10~12】，但关于烧蚀时间对纤维／橡胶材料烧蚀率影响的报道几乎没有。随烧蚀时间的延长，材料被烧蚀更严重，柔性烧蚀材料的线烧蚀速率是指烧蚀试样在抵抗高温燃气流时试样表面向试样内部移动的速率，它反映

7、的是耐烧蚀材料表面抵抗高温燃气流的冲蚀性能。质量烧蚀速率与线烧蚀速率一样，也是描述烧蚀试样抵抗高温燃气流的能力，它实际上包含了烧蚀试样在烧蚀过程中所释放的气体成分和脱落的炭化层颗粒。材料烧蚀机理不同，随烧蚀时间变化，材料的厚度和质量变化速度不同，查看不同烧蚀时间下材料的烧蚀率有无变化，有利于准确评价材料的烧蚀率。本文主要作者简介：张春梅(1986一)，硕士。材料学专业；研究方向：特种功能橡胶材料。收稿日期：2012--06-0136研究了内因——纤维含量以及纤维取向方向，外因一—烧蚀时间对耐热纤维，橡胶材料烧蚀率的

8、影响。2实验部分2．1实验材料改性丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、高耐磨炭黑、快压出炭黑、癸二酸二辛酯、硫化剂、促进剂、耐热纤维、无机填料。2．2实验过程本文以改性丁腈橡胶为基体，分别采用平行制样工艺和立式制样工艺制备烧蚀试样，耐热纤维的含量分别为6phr、9phr、12phr、15phr、18phr，phr表示每百质量份橡胶中物质的质量份，图I为两种制样工艺下制