橡胶补偿器工艺优化与寿命研究

作     者：戚婉姝 

作者单位：沈阳化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：方庆红

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：橡胶补偿器 配方优化 芳纶改性 寿命 

摘      要：本论文以航天系统用橡胶补偿器为研制背景,根据橡胶补偿器的使用性能特点及工作原理,从主体胶料、骨架材料、寿命评估等方面开展了相关研究。研究通过调整胶料的补强剂、硫化剂及其他助剂的配比,研制出满足指标要求的配方。研究采用何种涂覆工艺可以使芳纶涂胶布的粘着性能达到最佳。同时考虑到航天系统的寿命要求,针对主体胶料、芳纶涂胶布进行了加速老化试验验证。通过调整补强剂、硫化剂、促进剂的配比以满足橡胶补偿器对胶料的指标要求。主体胶采用天然橡胶与氯丁橡胶并用,针对各种助剂的不同配比设计了5组配方,针对五组不同配方硫化的胶料开展包括拉伸强度、撕裂强度等在内的六项检测分析。最终得出结论,即天然橡胶、氯丁橡胶、硬脂酸、防老剂4010NA、防老剂、石蜡、半补强炭黑、沉淀白炭黑、硫磺、促进剂、氧化锌各为70份,30份、2份、1份、1份、1.5份、25份、15份、1份、1.2份、5份,另外,粘合剂RS 2份、粘合剂A2份的配方硫化后的胶可以满足指标要求,并针对橡胶补偿器制造流程优化工艺,确定了各工段的最佳工艺参数。选择三种不同牌号的芳纶布进行了强度测试,通过分析测试结果,同时考虑到橡胶补偿器的工作压力、生产过程的工艺可操作性,最终选用牌号F-2芳纶布。通过采用表面活化、表面浸渍、增粘体系改性等三种手段对芳纶涂胶布的粘着性能进行优化。研究结果表明:采用表面活化方法不适用对强度有较高要求的橡胶制品。但是在一定程度上可以改善芳纶涂覆织物的粘着性能。表面浸渍方法可以极大程度提高芳纶/橡胶间的界面粘合强度、搭接强度。但对于批产化生产有一定限制。增粘体系的方法可以提高芳纶/橡胶间的界面粘合强度,其中丙烯酸树脂(101树脂)效果最佳。针对主体胶及涂胶布进行了加速老化试验验证,采用阿累尼乌斯图公式进行推算。结果表明:通过胶料的加速老化试验验证。经推算,胶料寿命值约为11.2年,通过涂胶布的加速老化试验验证。经推算,胶料寿命值约为12.2年。