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epdm绝热层低温拉伸力学性能研究

固体火箭技术 2022年第6期45卷 942-948页

作者：凌玲姚卫东薛光轩陈雯周俊任雯君李华兴湖北航天化学技术研究所襄阳441003 火箭军装备部驻襄阳地区军事代表室襄阳441003

绝热层的低温力学性能决定了其最低使用温度。为改善三元乙丙(epdm)绝热层的低温力学性能,研究了测试温度、拉伸速度和配方组成对其低温拉伸力学行为的影响。结果表明,测试温度对epdm绝热层的拉伸力学行为影响明显,100 mm/min拉伸速度下... 详细信息

绝热层的低温力学性能决定了其最低使用温度。为改善三元乙丙(epdm)绝热层的低温力学性能,研究了测试温度、拉伸速度和配方组成对其低温拉伸力学行为的影响。结果表明,测试温度对epdm绝热层的拉伸力学行为影响明显,100 mm/min拉伸速度下,测试温度从室温降低至-60℃时,绝热层的抗拉强度不断增加(6→33 MPa),断裂伸长率显著下降(670%→42%),应力-应变曲线出现明显的应力屈服,初始模量显著提高。温度越低,拉伸速度对绝热层应力-应变曲线形态的影响越明显;应力屈服对拉伸速度具有更大的依赖性,提高拉伸速度与降低温度的效应相似。epdm橡胶基材结构参数对绝热层低温力学性能的影响较明显,橡胶第三单体含量越高,乙烯含量越低,低温力学性能越差;纤维的加入进一步束缚了橡胶分子链段在低温下的活动能力,应力-应变曲线变化亦与降低温度效应相似;补强填料对绝热层的拉伸应力-应变曲线形态影响较小。总体而言,epdm绝热层在其玻璃化转变温度-40℃附近仍具有较好的力学性能,断裂伸长率仍可达300%以上;当温度降至其脆性温度(约-55℃)以下,断裂伸长率降至极低值,材料不再具有高弹性。

关键词： epdm绝热层低温拉伸性能橡胶基材填充纤维

epdm绝热层用过氧化物和硫磺硫化体系可挥发逸出物研究

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宇航材料工艺 2022年第5期52卷 74-81页

作者：张冶焘王明超何永祝郭珅荣陈雯湖北航天化学技术研究所襄阳441003 应急救生与安全防护湖北省重点实验室襄阳441003

采用顶空气相色谱-质谱联用技术和热失重法研究了三元乙丙橡胶(epdm)绝热层常用的过氧化物硫化体系和硫磺硫化体系对可挥发逸出物种类和含量的影响。结果表明,过氧化二异丙苯(DCP)的主要逸出产物是苯丙烯、苯乙酮和2-苯基-2-丙醇;1,3-二... 详细信息

采用顶空气相色谱-质谱联用技术和热失重法研究了三元乙丙橡胶(epdm)绝热层常用的过氧化物硫化体系和硫磺硫化体系对可挥发逸出物种类和含量的影响。结果表明,过氧化二异丙苯(DCP)的主要逸出产物是苯丙烯、苯乙酮和2-苯基-2-丙醇;1,3-二(叔丁基过氧化异丙基)苯(BIPB)的主要逸出产物为丙酮、叔丁醇和1,3-二乙酰基苯;2,5-二甲基-2,5-叔丁基过氧己烷(DBPH)的主要逸出产物是丙酮、叔丁醇、2-甲基-2-甲氧基丙烷和2,5-二甲基-2,5-己二醇。不同过氧化物体系硫化特性分析表明,BIPB在与DCP硫化程度相当时用量最少。相较于DCP、DBPH体系,BIPB简单硫化体系在80℃预烘时逸出物含量最低。过氧化物硫化体系与硫磺硫化体系逸出物含量分析表明,硫磺/二硫化四甲基秋兰姆/2-巯基苯并噻唑(S/TMTD/M)全配方体系80℃预烘时的逸出物含量明显低于其他三种过氧化物体系,预烘100 h失重率较DCP体系降低31.50%。过氧化物与硫磺体系硫化机理的不同及硫化剂用量的差异是影响epdm绝热层可挥发逸出物含量及种类的主要因素。

关键词： epdm绝热层硫化过氧化物硫磺可挥发性

PI纤维增强epdm绝热层力学性能波动性拉伸损伤机制研究

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固体火箭技术 2022年第5期45卷 772-778页

作者：刘琮佩璘王明超张箭徐胜良黄志萍航天化学动力技术重点实验室湖北航天化学技术研究所襄阳441003

聚酰亚胺(PI)纤维由于良好阻燃性能,广泛应用于三元乙丙(epdm)绝热层中。PI纤维增强的epdm绝热层压延方向力学性能受纤维的含量、分散程度等因素影响,存在波动性。为揭示其波动机制,建立了包括样品前处理在内的测试、分析方法,利用微米... 详细信息

聚酰亚胺(PI)纤维由于良好阻燃性能,广泛应用于三元乙丙(epdm)绝热层中。PI纤维增强的epdm绝热层压延方向力学性能受纤维的含量、分散程度等因素影响,存在波动性。为揭示其波动机制,建立了包括样品前处理在内的测试、分析方法,利用微米三维立体显微镜(3D-CT)、扫描电子显微镜(SEM)配拉伸台的原位拉伸手段,对绝热层压延方向原位拉伸的不同阶段拉伸损伤过程进行了研究,对epdm绝热层内部纤维分散情况以及拉伸过程的孔隙变化、裂纹变化、纤维与橡胶基体脱粘方式进行了分析。结果表明,绝热层在拉伸过程中的损伤破坏机制为由epdm基体开始,随后在PI纤维/epdm界面发生脱粘。由于PI纤维分散不均匀,导致绝热层压延方向力学性能波动。

关键词： epdm绝热层 PI纤维原位拉伸扫描损伤机制力学性能波动性

增塑剂对epdm绝热层可挥发逸出物影响研究

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固体火箭技术 2022年第1期45卷 128-133页

作者：张冶焘王明超何永祝郭珅荣吴磊陈馨周俊陈雯任雯君湖北航天化学技术研究所襄阳441003

研究了低挥发性增塑剂种类、用量和预烘温度对可挥发逸出物含量及逸出速率的影响,并与常用增塑剂石蜡油做比较。结果表明,低挥发性增塑剂的挥发逸出物含量均低于石蜡油,80℃预烘100 h大豆油(SO)逸出物含量最低,较石蜡油降低38.60%;80℃... 详细信息

研究了低挥发性增塑剂种类、用量和预烘温度对可挥发逸出物含量及逸出速率的影响,并与常用增塑剂石蜡油做比较。结果表明,低挥发性增塑剂的挥发逸出物含量均低于石蜡油,80℃预烘100 h大豆油(SO)逸出物含量最低,较石蜡油降低38.60%;80℃预烘7 h,SO由6份增加至15份,单位质量绝热层中SO的失重量增加178%;预烘温度升高更多可挥发小分子达到可逸出沸点,逸出物含量明显增加。改变增塑剂种类和增塑剂用量时,影响逸出速率的主要因素为可逸出物含量,因此可逸出物含量越高,逸出速率越快;升高预烘温度可逸出物含量增加,扩散系数增大,逸出速率增加最为显著。因此,若要降低逸出物含量且使逸出速率增加,可将增塑剂替换为SO,并适当提高预烘温度。

关键词：逸出物增塑剂 epdm绝热层气体扩散

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epdm绝热层的粘超弹本构模型

固体火箭技术 2015年第2期38卷 273-277,290页

作者：张中水陈雄周清春杜红英南京理工大学机械工程学院南京210094 晋西工业集团技术研发中心太原030027

为了准确描述固体火箭发动机内三元乙丙(epdm)绝热层在有限变形下的力学特性,主要通过多步松弛和单轴拉伸2种实验方法,获得平衡响应曲线和拉伸曲线。分别采用Ogden模型、Mooney-Rivlin模型,对平衡响应曲线进行拟合,并以此为基础,引入应... 详细信息

为了准确描述固体火箭发动机内三元乙丙(epdm)绝热层在有限变形下的力学特性,主要通过多步松弛和单轴拉伸2种实验方法,获得平衡响应曲线和拉伸曲线。分别采用Ogden模型、Mooney-Rivlin模型,对平衡响应曲线进行拟合,并以此为基础,引入应变率参数μ来描述epdm在单轴拉伸实验中的率相关特性,从而建立了epdm在准静态单轴拉伸条件下的本构模型。研究结果表明,本文所建立的模型能很好地描述epdm在准静态条件下的力学特性,通过该模型,也可在有限应变率范围内预测epdm的应力响应特性。

关键词： epdm绝热层粘超弹单轴拉伸本构模型

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增塑剂DOS在epdm绝热层中的迁移特性

固体火箭技术 2023年

作者：凌玲周俊陈雯隋琦任雯君湖北航天化学技术研究所

为了优化丁羟（HTPB）推进剂与三元乙丙橡胶（epdm）绝热层的应用匹配性，采用浸泡试验、接触试验和复合验证等方法研究了HTPB推进剂中的增塑剂癸二酸二异辛酯(DOS)向epdm绝热层中发生迁移的特性及其对绝热层性能的影响规律。结果表明... 详细信息

为了优化丁羟（HTPB）推进剂与三元乙丙橡胶（epdm）绝热层的应用匹配性，采用浸泡试验、接触试验和复合验证等方法研究了HTPB推进剂中的增塑剂癸二酸二异辛酯(DOS)向epdm绝热层中发生迁移的特性及其对绝热层性能的影响规律。结果表明，由于极性相近，DOS容易向epdm绝热层中发生大量迁移，其饱和迁移量约为52%，且初期迁移量较显著；epdm橡胶的结构参数对绝热层硫化胶的耐DOS迁移特性影响不明显；致密的绝热层交联网络有利于减少DOS在其中的迁移量；绝热层厚度增加时，DOS迁移速率变缓，迁入量减小。HTPB推进剂/HTPB衬层/epdm绝热层粘接体系复合验证结果表明，在推进剂固化过程中DOS即已向绝热层发生迁移，并引起绝热层的力学性能和烧蚀性能大幅下降，推进剂固化结束时，绝热层的力学性能下降了55%，线烧蚀率增加了20%；70 ℃贮存30 d时，力学性能下降了60%以上，线烧蚀率增加了28%；在epdm绝热层与HTPB衬层之间设置一层环氧基阻迁移层，可以大幅降低推进剂中的增塑剂DOS在绝热层中的迁移量，并且能够形成良好粘结。

关键词： epdm绝热层增塑剂癸二酸二异辛酯迁移

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成型压力对epdm绝热层性能影响研究

宇航材料工艺 2023年第6期53卷 98-102页

作者：凌玲严文聪隋琦陈雯任雯君湖北航天化学技术研究所襄阳441003 西安航天复合材料研究所西安710025

为了减少复合材料壳体成型缺陷并优化壳体缠绕工艺,本文采用显微镜观察了较低硫化成型压力下epdm绝热层内部致密性的变化情况,研究了硫化成型压力对epdm绝热层本体性能和界面粘接性能的影响规律。结果表明,当成型压力小于0.15 MPa时,硫... 详细信息

为了减少复合材料壳体成型缺陷并优化壳体缠绕工艺,本文采用显微镜观察了较低硫化成型压力下epdm绝热层内部致密性的变化情况,研究了硫化成型压力对epdm绝热层本体性能和界面粘接性能的影响规律。结果表明,当成型压力小于0.15 MPa时,硫化后绝热层的内部不致密,存在较多孔隙,表现为密度、力学性能和烧蚀性能均较低;随着硫化成型压力增加,孔隙率逐渐减少直至消失,本体性能和界面粘接性能亦达到一个较高的稳定值,满足使用要求。

关键词： epdm绝热层性能成型压力

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三元乙丙橡胶绝热层混炼胶贮存老化性能研究

宇航材料工艺 2024年第2期54卷 136-142页

作者：陈雯陈馨吴磊王明超强福智湖北航天化学技术研究所襄阳441003

绝热层混炼胶老化性能决定了绝热层使用前的贮存时间,为了掌握绝热层混炼胶贮存时间对绝热层后续使用性能的影响,以控制绝热层混炼胶贮存时间,采用热氧老化试验研究绝热层混炼胶老化不同时间后性能的变化。结果表明,随着老化时间延长,... 详细信息

绝热层混炼胶老化性能决定了绝热层使用前的贮存时间,为了掌握绝热层混炼胶贮存时间对绝热层后续使用性能的影响,以控制绝热层混炼胶贮存时间,采用热氧老化试验研究绝热层混炼胶老化不同时间后性能的变化。结果表明,随着老化时间延长,硫化剂(DCP)在高温条件下发生分解、三元乙丙橡胶(epdm)分子链发生断裂,绝热层力学性能、硫化性能、粘接性能及凝胶分数逐渐降低,其他理化性能无明显变化。由此说明为有效提高绝热层高温贮存有效期,延长使用寿命,应严格关注贮存温度同时远离光照及紫外线照射。

关键词： epdm绝热层老化贮存时间

epdm绝热层中氧化锌与硬脂酸反应动力学研究

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固体火箭技术 2019年第6期42卷 765-770页

作者：陈馨何永祝王明超周俊任雯君湖北航天化学技术研究所

通过液相色谱法测定epdm绝热层胶片在不同硫化温度和硫化时间下的残留硬脂酸含量,采用Excel软件和积分法并用的手段研究了(200±10)、(90±10)、(50±10)、(30±10)nm四种纳米氧化锌和对三元乙丙绝热层中氧化锌与硬脂酸反应动力学的影... 详细信息

通过液相色谱法测定epdm绝热层胶片在不同硫化温度和硫化时间下的残留硬脂酸含量,采用Excel软件和积分法并用的手段研究了(200±10)、(90±10)、(50±10)、(30±10)nm四种纳米氧化锌和对三元乙丙绝热层中氧化锌与硬脂酸反应动力学的影响。结果表明,随着纳米氧化锌粒径增大,反应级数n逐渐增大,最终增幅趋缓,反应级数n趋于一定值;随着纳米氧化锌粒径减小,比表面积增大,粒子的摩尔表面能E^sm增大,速率常数k增大,反应的表观活化能Ea下降,反应速率加快;随着纳米氧化锌粒径减小,粒子的摩尔表面熵降低,反应的摩尔活化熵也随着降低,最终指前因子A也降低。

关键词： epdm绝热层氧化锌硬脂酸反应动力学