新材料是航天技术发展的重要物资基础Q一代新型航天品的诞生往往建立在一大批先进新型材料研制成功的基上，同时也可以带动许多新材料目的快速启动和应用。新中国成立以来Q以两弹一星ؓ(f)代表的航天品的研制?j)进了(jin)我国许多关键新材料目的启动和开展。改革开放以来，随着我国国民l济的迅速发展和l济实力的增强，载h航天、探月工E等重点工程的开展需要众多新材料的支撑，也带动了(jin)我国许多关键新材料研制取得突破?br />
高分子材料是我国航天工业赖以支撑的重要配套材料，主要包括胶、工E塑料、胶黏剂?qing)密剂{，本文概要介绍?jin)先q高分子材料在我国航天品上的应用现状?br />
一、橡?/strong>
胶一U作为理想的密封?qing)阻材料，得到Z的重视。我国航天工业徏立伊始，Z(jin)满当时的迫切需求，我国开展了(jin)大量特种胶材料的研制攻兛_作；随着我国工业的发展，高性能胶材料?qing)应用技术也取得?jin)长步?br />
在国民经中应用的橡胶制品数量庞大，品种J多Q在航天领域使用的橡胶主要有天然胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅胶、氟橡胶、氟胶{。本文主要选择基亚硝基氟胶、硅胶、乙丙橡胶作介绍?br />
1.基亚硝基氟胶
基亚硝基氟胶QCNRQ是?0世纪50q代发展h的一U氟Ҏ(gu)体Q由于其独特的耐强氧化剂和耐低温性能Q引起了(jin)国内外宇航工业界的广泛关注，国、英国和前苏联多家公司和大学都开展过相关研究?963q_(d)国3M公司合成?jin)具有羧Z铄亚硝Z元共聚物年Q随后又发现Q亚基全氟丁酸为硫化点单体的羧Z基氟橡Ӟ随后基亚硝基氟胶开始在q蝲火箭和阿波罗飞船的N2O4贮箱、输送系l、飞行器内壁?qing)高压氧׃得到应?br />
基亚硝基氟胶Q包?c：(x)
①二元类——四氟乙烯与三氟亚硝基甲烷共聚弹性体
②三元类——引q第三单体亚基全氟丁酸
基亚硝基氟胶分子主链一半ؓ(f)—C—C—键Q另一半ؓ(f)—N—O—键Q且与碳原子相连的皆为氟原子Q因此具有很好的化学E_性；主链大量的(i)氧链节赋予橡胶优异的耐低温性能Q玻璃化转变温度为－45℃；CNR氟含量高Q又不含C—H键，高温裂解时放出的气体能熄灭火焎ͼ因此即在纯氧中也不?x)燃烧；׃CNR主链中N—O键的键能较低Q易高温裂解Q其耐热性不如一般氟胶Q长期用最高温度ؓ(f)180?00℃。CNR主要用于低温环境下各U有机和无机溶剂特别是强氧化剂系l的密封Q还可作为固体推q剂燃料的粘合剂?qing)耐化学介质的不燃涂层{?br />
作ؓ(f)火箭发动机的推进剂，N2O4׃其贮存稳定性好、综合性能优良获得?jin)广泛应用，目前仍然应用于我国的q蝲火箭和卫星等。由于N2O4h强烈的氧化性，q今为止国内外研制成功与其相容的胶密封材料只有基亚硝基氟和氟醚胶。近q来Qؓ(f)?jin)满x(chng)国运载火新的需求，研制?jin)新型羧Z基氟橡胶及(qing)其胶?113Q其化胶性能见下表?br />
表：(x)新型基亚硝基氟胶化胶在液态N2O4介质中力学性能?qing)质量变?/span>
试验l果表明Q研制的新型基亚硝基氟胶化胶具有良好的物理机械性能、耐N2O4介质性能和耐高?sh)温性能。其密封仉过?40℃、常温?0℃和250℃的密封模拟实验、N2O4介质(chng)6个月密封模拟试验和加速老化试验{一pd考核验证Q可作ؓ(f)耐N2O4介质的密材料用?br />
2.橡?br />
橡胶是指主链以Si-O单元ZQ以甲基?qing)少量乙烯基{有机基团ؓ(f)侧基的一cȝ性聚合物Q兼h机材料和有机材料的性能。根据硅原子上所q接的侧Z同，可分Z甲基橡胶、甲Z烯基橡胶、甲Z烯基橡胶、乙基硅胶?qing)亚苯基橡胶等?br />
航天材料?qing)工艺研I所研制的硅胶密封材料hH出的耐热和耐寒性能Q长期用温度ؓ(f)-60℃～250℃，短期使用可以过300℃，可以耐瞬间超q?000K的高温烧蚀Q耐臭氧、耐日照、耐霉菌、耐v水等性能优异。按照密介质和密封材料的基本性能Q航天工业用橡胶密材料可分ؓ(f)4c，如下表所C?br />
表：(x)航天工业用硅胶密封材料主要牌号?qing)用?/span>
3.乙丙胶
乙丙胶是橡胶制品工业中一U极为重要的原材料?br />
乙丙胶又可分ؓ(f)二元乙丙、三元乙丙?br />
乙丙胶pM单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙胶Q以乙烯、丙烯及(qing)量非共轭双烯ؓ(f)单体p而制得三元乙丙橡胶?br />
乙丙胶分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失去?jin)聚乙烯或聚丙烯l构规整性，从而成为弹性体。由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙胶不但可以用硫硫化，同时q(sh)持了(jin)二元乙丙胶的各U特性。由于二元乙丙橡胶分子不含双键，不能用硫黄硫化，因而限制了(jin)它的应用?br />
在乙丙橡胶商品牌号中Q二元乙丙橡胶只占L?0Q左叻I而三元乙丙橡胶占90%?br />
乙丙胶׃h耐热、耐化学介质、耐水、耐臭氧及(qing)늻~等性能优异Qƈ且密度小Q可?60℃～120℃下长期工作Q在航天工业材料中，适于刉在I气、磷酔R液压沏V火发动机肼类燃料pȝ使用的密制品、胶、胶板和胶囊{，以及(qing)Z火箭发动层材料、电(sh)U电(sh)~等?br />
二、工E塑?/strong>
特种工程塑料是相对于龙(PA)、聚酸?PC)、聚甲醛(POM)、聚?PET、PBT)以及(qing)Ҏ(gu)聚苯醚(PPO){常见工E塑料而言Q综合性能更好且具有特D用途的一大类工程塑料。自上个世纪60q代聚酰亚胺(PI)发展应用以来Q高性能特种高分子的研究、开发及(qing)应用p得了(jin)快速发展，先后发展?gu)芳醚?PAES)Q聚苯硫?PPS)Q聚醚酮?qing)其聚芳醚腈{高性能特种工程塑料。本文主要选择聚醚酮酮、聚苯硫醚作介绍?br />
1.聚醚酮酮
聚醚酮酮(PEKK)是特U工E塑料聚芳醚?PEAK)pd之一QPEAK是一cM苯基环通过醚键和羰接而成的聚合物Q按分子链中醚键、酮Z苯环q接ơ序和比例的不同Q可形成许多不同的聚合物聚醚酮酮是聚醚醚酮之后开发的又一Ҏ(gu)l构型热塑性树(wi)脂，h优异的机械性能、耐溶剂抗化学腐蚀性能、耐热性、抗辐射和阻燃性等Q特别适用作高性能复合材料的基体树(wi)脂和工程塑料?br />
世界各大宇航公司和飞机制造商都在L性能可靠、适应性强、加工简ѝ对破坏性事故有强大抵M能力的复合材料。而聚芳醚酮作为最早在航空航天领域获得应用的热塑性材料，现在已成I天材料中不可~少的一部分?br />
PEKKh较强的抗辐射能力Q可以用作飞机、卫星等特材料的包覆材料；其优异的机械性能可制成飞热的各U连接器、耐候抗蠕变的天U罩Q用PEKK为基体的纤l和ȝU维增强复合材料可以用于飞机和飞船的、门把手、操U|以及(qing)直升飞机{。其优异的阻燃性能Q燃烧时的发烟量和有毒气体的释放量少Q常被用来制造飞机的内部零gQ还可用来制造火的甉|槽、螺栓、螺母和火箭发动机的内部零g?br />
2.聚苯醚QPPSQ?br />
PPS?0世纪60q代末美国首先开发出来的一U综合性能良好的耐高温热塑性工E塑料，其需量位居尼?PA)、聚酸?PC){五大通用工程塑料之后Q故有第六大工程塑料之称?br />
PPSh许多优良的乃至独特的性能Q?br />
①突出的耐热性，热变形温度高?60℃，可在200~240℃长期连l用；
②优异的耐化学腐蚀性，?00℃以下几乎不溶于所有溶剂、几乎不受一般酸p蚀Q?br />
③固有的ȝ性，即便不添加阻燃剂也呈现相当于UL94V-0U的高阻燃性；
④优良的力学性能Q在高温下也很少下降Q且耐疲功뀁抗蠕变性能极佳Q?br />
⑤出色的寸E_性，即在高温、高湿环境下Q尺怹几乎不变Q?br />
⑥优良的甉|能Q在高温、高湿和高频条g下也变化不大Q?br />
⑦良好的成型加工性能Q流动性好Q易于注塑薄壁和_֯的部Ӟq可挤出、吹塑成型及(qing)UZ成纤l?br />
在我国，航天材料?qing)工艺研I所使用短切纤l增强PPS刉的惯性导航系l壳体代替了(jin)原铝合金壳体Q减重效果明显，同时提高?sh)(jin)减振性能Q且刚性仍能够满使用要求Q用纳c磁_改性PPS制作?jin)具有抗辐射、电(sh)屏蔽、吸波、隐w、抗?rn)?sh){特U功能的l构件。目前，我国已经实现?jin)PPS的大扚wE_生Q需加强其改性和应用研究?br />
3.胉剂及(qing)密封?br />
航天产品q泛采用d金、蜂H结构和复合材料Q因此，胉剂及(qing)胶接技术应用普遍，但航天品用环境苛刻，要承受高温、烧蚀、温度交变、高真空、超低温、热循环、外线、带늲子、微陨石、原子氧{环境考验。航天材料及(qing)工艺研究所研制?jin)百余种特种胉剂?qing)密封剂，主要包括聚}酯类、酚醛树(wi)脂类、环氧树(wi)脂类、有机硅cR丙烯酸酯类、有机硼c胶黏剂{，其中l大多数已应用于我国q蝲火箭、卫星及(qing)飞船{航天品?br />
耐高温胶黏剂
耐高温胶黏剂通常是指可在150℃以上温度条件下使用的胶黏剂。这c胶_剂主要有改性多官能度环氧树(wi)脂（EPQ、酚醛树(wi)脂、含（或硼Q聚合物、含x(chng)环耐高温聚合物?qing)无黏剂{?br />
PI胉剂是开发最早、应用最q和l合性能最优的耐高温结构胶黏剂Q经300℃固化后Q在300℃～400℃条件下h良好的耐热性和剪切强度Q可?30℃下长期使用、短旉能?50℃的高温Q具有较好的耐低温性、耐溶剂性、耐磨性、阻燃性和极低的热膨胀pL{优炏V吉林大学研制的聚醚醚酮C黏剂在室温及(qing)150℃下的剪切强度超q?3MPa?br />
双马来酰亚胺QBMIQ是一cL能优异的交联型PIQ兼具PI优良的耐高温性和耐潮湿性能。当在环氧树(wi)脂中引入BMI后，׃两者聚合机理不同和相容性等原因Q在聚合q程中可能Ş成互I网l结构或两相体系Q从而达C(jin)增韧和提高耐热性的目的?br />
氰酸酯改性BMI胉剂可?30℃下长期工作Q剪切强?3MPa以上。耐高温天U罩用胶黏剂J-223可在100℃固化，500℃时剪切强度?.5MPa?br />
EP胉剂也是耐热胉剂的1个重要品U，h较好的粘接强度、综合性能且用工艺简便，其突出的优点是固化过E中挥发快、收~率低；但其固化物较脆，而且耐高温性能较差。用作耐高温的EP胉剂多为改性后的品。如通过四官能度EP和PI预聚体合，d氟橡胶增韧剂Q得到的耐热胉剂在250℃下的剪切强度超q?MPa?br />
耐低温胶黏剂
耐低温胶黏剂是指能在低温环境中使用q具有够强度的胉剂，通常由P(pn)U、EPҎ(gu)PU和PU?qing)PAҎ(gu)的EP{主体材料配制而成?br />
目前国内用于航天产品的可?253℃下使用的低温胶黏剂主要有航天材料及(qing)工艺研究所研制的用于运载火液氢液氧贮共底和l热层粘接的NHJ-44胶、聚氨酯Ҏ(gu)环氧胶、与聚酰亚胺和铝贮箱膨胀pL相匹配的DWJ-46胶等Q其中NHJ-44胶与国联邦规范MMMA-132Al型结构胶的性能指标完全一致。用于氢氧发动机表面温度传感器粘接的低温导热l缘Ӟ热导?.63Q?.7W/m·K。上市(jng)合成?wi)脂研究所的DW-1聚醚聚}酯胶、DW-3四氢呋喃聚醚环氧胶也有应用?br />
特种密封?br />
密封剂往往不能事先按Ş状和寸预制Q因此其使用工艺性尤为重要。有机硅密封剂在航天工业领域应用q泛?br />
许多航天产品需要长期?00℃密、短期?00℃以上密或瞬间?000℃以上的密封{。国内通用型有机硅密封剂牌号众多，生厂家也很多。航天材料及(qing)工艺研究所拥有多种牌号的可用于航天型号的耐高温耐烧蚀有机密剂?br />
目前我国已有高的单l分和双l分PU密封剂，主要用于航天产品防水的电(sh)器连接g、电(sh)~端部和插头、线路板和其它电(sh)器组件的灌封{?br />
虽然用于航天产品配套的特U高分子材料的研制虽然取得了(jin)显著q展Q但目前航天工业需要的部分关键材料仍然依赖q口Q部分材料的性能和质量尚不稳定，未来的探月工E、长期驻留空间站、深I探等航天工程对特U高分子材料q(sh)(x)有许多新的需求，q些都需要从事高分子材料制备和应用的U技工作者l努力?br /> 
