【摘 要】
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飞机在高空中高速飞行和降落过程中,需要承受上百摄氏度的温差,这对于密封件来说是个巨大的考验。硅橡胶具有优异的耐高低温性能和耐候性能,被广泛应用于航空航天领域。针对起落架舱门的密封件,本文选用硅橡胶作为基体胶,保证其耐高低温性能,通过配方优化,制备高撕裂强度硅橡胶,同时结合有限元对制备的高撕裂硅橡胶进行寿命预测。为了制备出性能稳定的制品,本文首先对生胶性的分子量及分子量分布、生胶的耐寒性、热稳定性进
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飞机在高空中高速飞行和降落过程中,需要承受上百摄氏度的温差,这对于密封件来说是个巨大的考验。硅橡胶具有优异的耐高低温性能和耐候性能,被广泛应用于航空航天领域。针对起落架舱门的密封件,本文选用硅橡胶作为基体胶,保证其耐高低温性能,通过配方优化,制备高撕裂强度硅橡胶,同时结合有限元对制备的高撕裂硅橡胶进行寿命预测。为了制备出性能稳定的制品,本文首先对生胶性的分子量及分子量分布、生胶的耐寒性、热稳定性进行表征,以期能对建立完善的硅橡胶生胶表征体系,从而对制备出性能稳定的硅橡胶制品提供技术支撑。在制备高撕裂强度硅橡胶过程中,研究了乙烯基含量0.08%和0.22%硅橡胶并用比对硅橡胶性能的影响,发现随着并用胶中乙烯基含量增大,硅橡胶的t90呈减小趋势,硫化胶的交联密度增大,拉伸强度和断裂伸长率逐渐降低,撕裂强度呈降低趋势。此外通过正交实验设计,研究了硫化剂DBPMH、白炭黑、含氢硅油三个因素及其水平数对硅橡胶力学性能的影响,发现含氢硅油对硅橡胶撕裂强度影响最大。在此基础上,通过选用乙烯基含量为0.04%、0.05%和0.08%的生胶,并分别添加3 phr含氢硅油,发现含氢硅油可以显著提高硅橡胶的撕裂强度,乙烯基含量0.08%的硅橡胶,撕裂强度达到了45 k N/m。同时含氢硅油可以提高硫化胶的硬度、撕裂强度和断裂伸长率,但是硫化胶的拉伸强度降低。最后选用乙烯基含量0.08%的硅橡胶,研究含氢硅油用量对硅橡胶性能的影响,发现加入1.5phr含氢硅油的G2胶料综合性能最好,拉伸强度可达10.41 MPa,断裂伸长率为496%,撕裂强度达到了49 k N/m,同时有较好的耐低温性能。基于橡胶材料疲劳裂纹扩展理论,同时将本课题组搭建的疲劳裂纹扩展测试平台与有限元相结合,对制备出的高撕裂强度硅橡胶进行疲劳寿命预测,发现G2的疲劳寿命最大,达到了643.4万次,是制备出的高撕裂强度硅橡胶中抗疲劳裂纹扩展最为优异的。
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