氟橡胶F2311辐射降解气体产物研究

氟橡胶F2 311在真空、氮气、空气 3种气氛条件下经 5 0kGy以上剂量的γ射线辐照发生了降解反应 ,辐射降解产生的气体用GC -MS分析 ,气体水溶液用离子选择性电极、原子吸收光谱等方法进行了测试。结果表明 ,H2 (在空气气氛中除外 )、HF、HCl、CO2 的量随剂量的增加而增大 ;氮气的存在对F2 311的辐射降解反应具有一定的抑制作用 ;在空气气氛中剂量达到 5 0 0kGy时产生H2 的量为最大 ,剂量再增加时逐渐减小。测定了 3种气氛中辐射降解气体的G值及总分解率。

γ射线对氟橡胶F2311的结构和性能的影响

氟橡胶F2 311在真空、氮气、空气 3种气氛经 5 0— 10 0 0kGy的γ射线辐照后其平均分子量、抗拉强度、断裂伸长率都随剂量的增大而降低 ,凝胶含量随剂量的增大先降低而后升高 ,75 0kGy时达到最低点 ,其玻璃化温度、贮存模量与凝胶含量变化相同。样品的IR分析表明产生了 -CF =CH -、-CF =CF -、-C =O等基团。用SEM观测了辐照后样品的微观形貌。研究表明 ,空气气氛将促进F2 311的辐射降解 ,氮气气氛有一定的抑制作用。

F2311型氟橡胶辐射作用下的力学性能研究

研究了在真空、空气和氮气气氛条件下 ,γ射线辐照剂量对F2 3 11型氟橡胶相对分子质量、凝胶质量分数、拉伸强度、扯断伸长率和动态力学性能的影响。结果表明 ,随γ射线辐照剂量的增大 ,F2 3 11型氟橡胶的平均相对分子质量、扯断伸长率和拉伸强度均减小 ;凝胶质量分数先减小后增大 ,在辐照剂量为 75 0kGy时降到最低点 ;动态力学性能的变化规律与凝胶质量分数基本一致。

Ar等离子体对氟橡胶F2311表面的改性

利用氩气等离子对氟橡胶F2311进行表面亲水改性处理,通过接触角测量、X射线光电子能谱(XPS)对改性后的F2311进行分析,结果表明氩气等离子体处理可通过等离子体聚合在F2311表面形成含碳、氧、氮的覆盖层,可较好地改善F2311的表面亲水性,并有较好的表面动力学性质,获得的表面亲水性可以保持很长时间。

混炼工艺对F26型氟橡胶性能的影响探索

为获得性能满足应用要求的F26氟橡胶硫化胶,对F26氟橡胶混炼工艺的薄通次数、辊距和二次塑炼间隔时间对硫化胶的硫化时间、焦烧时间及机械性能的影响进行了实验。结果表明,当薄通次数为10次、辊距间隙为0.5 mm、塑炼和混炼间隔时间为8 h时,硫化胶的拉伸强度、断裂伸长率和压缩永久变形等综合物理性能最好,薄通次数越多、辊距间隙越小、塑混间隔时间越长,混炼胶的门尼焦烧时间和硫化时间越短。

气氛对γ射线辐照氟橡胶降解产物的影响

氟橡胶 F2311[偏氟乙烯和三氟氟乙烯(1:1)共聚物]在真空、氮气、空气三种气氛条件下经50～1000kGy剂量γ射线辐照发生降解反应,辐射降解产物用GC-Ms、离子选择性电极、原子吸收光谱、红外光谱等方法分析测试。产生的 H_2(在空气气氛中除外)、HF、HCl、CO_2等气体的量随剂量的增加而增大;在空气气氛中剂量达到500kGy 时产生的 H_2的量为最大,剂量再增加时逐渐减小;氮气的存在对 F2311的幅射降解反应具有一定的抑制作用。F2311辐照后产生-CF=CH-、-CF=CF-、>C=0等基团。

氟橡胶的耐寒性问题

采用计算机化学中的MM-2方法计算氟橡胶分子模型的空间结构。认为氟橡胶螺旋状结构的H…F键的刚性固定,低温时分子间形成缔合物均是氟橡胶耐寒性差的原因。

工艺温度对F2604/HMX复合粒子包覆效果及撞击感度的影响

为了解工艺温度对PBX炸药性能的影响,采用相分离法将氟橡胶(F2604)包覆在奥克托今(HMX)表面,制备了F2604/HMX复合粒子;通过扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对复合粒子的微观形貌和元素含量变化进行表征;采用分子动力学模拟不同工艺温度下F2604对HMX包覆效果的影响;采用特性落高法测试了F2604/HMX复合粒子的撞击感度。结果表明,随着温度的升高,样品中的N元素含量先降低后升高,包覆度先升高再降低;当工艺温度为50℃时,复合粒子的表面平滑、规整,N元素含量最低,包覆度为58.25%,包覆效果最好;分子动力学模拟结果表明,50℃时F2604/HMX复合体系结合能最高,为197.24 kJ/mol,形成的F2604/HMX体系最稳定;随着温度的升高,撞击感度特性落高H 50先升高后降低,50℃时样品的特性落高最高,为81.7 cm,与20℃时相比提高了78.8%;50℃时,F2604和HMX之间的相互作用力最强,形成的复合体系稳定性最好,使得包覆和粘结效果增强,从而降低了撞击感度。

溶液参数对n-Al/F2604复合粒子微观形貌的影响机制

为了揭示氟橡胶对纳米铝粉的包覆机理,以静电喷雾技术,利用不同溶剂(乙酸乙酯和丙酮)制备了不同氟橡胶(F2604)含量的复合粒子,用扫描电子显微镜(SEM)表征了复合粒子的形貌,采用实验与分子动力学模拟相结合的方法研究了溶液参数对n-Al/F2604复合粒子微观形貌的影响。结果表明,丙酮作为溶剂可使得复合粒子形貌更为均匀规整,氟橡胶含量小于13%时,复合粒子直径随着氟橡胶比例增加而增大;当氟橡胶含量继续增加,复合粒子粒度分布变得不均,形状不规则,出现明显的纺丝现象。氟橡胶在溶剂中的扩散系数是影响其包覆纳米铝粉时分子链形态的重要因素之一,因此,在选择溶剂时应当遵循"氟橡胶扩散系数大"原则;氟橡胶与纳米铝粉的单位结合能主要由静电力作用能(75%～93%)和范德华作用能(6%～22%)组成,氟橡胶含量通过分子间静电力作用对复合粒子微观形貌产生影响。

三元氟橡胶硫化时硫化剂和促进剂的配方优化

对偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物(F246)氟橡胶的硫化剂和促进剂进行了配方优化的研究。结果表明,促进剂用量一定时,随着双酚AF用量增加,最小扭矩M_L和最大扭矩M_H逐渐增大,T_(S2)和TC_(90)时间也逐渐延长;双酚AF用量一定时,随着苄基三苯基氯化磷(BPP)的用量增加可大幅度缩短焦烧时间和正硫化时间。双酚AF用量增加,混炼胶拉伸强度变化不大,伸长率下降明显,硬度略有增加,压缩永久形变降低,脆性温度呈下降趋势;BPP用量增加,混炼胶拉伸强度和伸长率变化不大,硬度略有增加,压缩永久形变大,并且氟橡胶脆性温度呈上升趋势;综合各因素,双酚AF与BPP的质量分别为F246的2.5%和0.6%为宜。

包覆聚四氟乙烯膜的氟橡胶O形密封圈耐介质性研究

按照中航工业标准制备了包覆PTFE膜的F275氟橡胶O形密封圈,对其进行了高温下的耐航空煤油、航空润滑油和常温的酸性、碱性介质试验,并测试了试验不同时间的密封圈质量、尺寸、硬度和拉伸性能等,还采用SEM观察了密封圈的拉伸断口。结果显示:在短期试验时间内4种介质对密封圈的物理力学性能影响不显著,其中硬度的最大降低幅度仅为5%,影响规律从大到小的顺序是航空煤油、航空润滑油、酸性、碱性。研究表明:包覆PTFE塑料膜可以明显改善氟橡胶O形密封圈的耐介质性能,该研究结果可为橡胶密封件的选材提供依据。

F_(2314)的结晶度及结晶度的增长

用差示扫描量热法(DSC)和调制式DSC(MDSC)研究了氟橡胶F2314的初始结晶度和不同条件老化时结晶度的变化。MDSC结果显示F2314的固有结晶度很小,DSC所测得的结晶是冷结晶和热焓松弛形成的。在80℃短时间等温热处理时结晶生长速度达到最大值,结晶温度约为熔融温度的85%,即0.85Tm;其后,结晶度随时间和温度的增加逐渐上升。结晶度增大受湿气影响大于温度,F2314结晶度上升的主要原因是吸收水分后引起的链降解。不同初始结晶度样品在同样的老化过程中其结晶度增长速率也不一致。

固体火箭发动机密封件湿热老化性能研究

为研究固体火箭发动机密封件在湿热环境下的失效机理和性能劣化规律,设计开展了F108氟橡胶密封件湿热加速老化寿命试验,并利用数理统计方法对试验结果做了显著性分析。结果表明湿热环境下氟橡胶主要发生交联和水解反应,温度是引起老化的主要因素,湿度起促进作用。

液滴微流控技术制备TATB基PBX复合微球

为了调控高聚合物黏结炸药(PBXs)的形貌、粒径分布和涂层包覆效果,采用高灵敏度的液滴微流控技术制备了TATB/F2602微球。研究了黏结剂含量和流量大小对TATB/F2602微球的形貌和粒径的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、比表面积、DSC和TG等测试方法,系统研究了微球样品的形貌、结构、成分和热行为。结果表明:黏结剂含量为5%时微球具有光滑表面、规则球形形状和高单分散性,平均圆形度为0.921(跨度为0.040);通过调控流量比逐渐增大,微球样品D50从51.73μm减小到44.31μm,且粒径分布窄(跨度小于0.4);氟橡胶(F2602)均匀分布于TATB微球内部和表面,均匀地包覆TATB颗粒使微球样品热分解延后4.08℃;与原料TATB相比,球形化过程使TATB/F2602真密度增加到1.9780 g·cm^(-3)。液滴微流控技术可以有效调控炸药微球的形貌和粒径,为高聚物黏结炸药的球形化制备提供参考。

发动机滑油弯管卡箍衬垫故障分析

带垫卡箍由金属卡箍和衬垫组成,是一类将各类管路、线缆卡紧或固定在相应结构上的通用零件。带橡胶衬垫卡箍的表面包有橡胶层,可防止卡箍磨破或磨损管路和电线电缆,且防松、防振能力好;但是,由于橡胶材料不耐高温、不耐老化,衬垫易失效。通过大量实验从材料符合性、受热分析、受力分析3个方面分析了某型发动机滑油弯管卡箍衬垫撕裂的原因,提出了2个改进措施:将衬垫材料由氟橡胶F275橡胶改为氟硅橡胶FS6161;确定最优装配力矩。有效解决了该垫卡箍橡胶衬垫易失效的缺点,满足了发动机的使用需求。