航空航天领域对于胶粘剂的需求有哪些方向和特点？
发布：2024-09-06 08:05
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在航空航天这一充满挑战与机遇的领域，胶粘剂起着至关重要的作用。
航空航天产品具有极高的行业标准、严苛要求和恶劣操作环境，需历经发射、空间轨道及重新进入等环境，承受高温、消融试验、空间温度骤变、高真空、超低温、热循环、紫外线、带电粒子和原子氧等极端条件。飞机重新进入大气层时，环境为瞬间高焓、高热流、高温。在这种情况下，胶粘剂应主要满足高温烧蚀的要求。对于长期处于高焓、地热流动条件下的航天器，胶粘剂则主要是为了达成高温绝缘的目的。耐高温胶粘剂能够在极端高温环境下保持结构的稳定性和可靠性，确保航天器的安全运行。例如，在航天器重返大气层时，表面温度可高达数千摄氏度，此时耐高温胶粘剂能够承受高温冲击，防止结构解体。耐高温树脂如酚醛树脂、有机硅树脂等具有较高的热稳定性和耐温性。在实际应用中，需要根据具体的使用环境和要求选择合适的耐高温胶粘剂。液氢液氧作为火箭推进剂，相关部件粘接密封材料必须满足 -253℃的使用条件。在超低温环境下，材料的性能会发生很大变化，普通胶粘剂往往无法满足要求。耐超低温胶粘剂需要具备良好的低温韧性、低温柔性和粘接强度。例如，在液氢液氧储罐的密封中，耐超低温胶粘剂能够在极低温度下保持良好的密封性能，防止推进剂泄漏。耐超低温胶粘剂通常采用特殊的聚合物体系，如聚氨酯、聚醚等。这些聚合物在超低温下仍能保持一定的柔韧性和粘接性能。包括空间温度交替、高真空、紫外线、带电粒子、原子氧等对粘合密封剂的影响。高真空环境会使胶粘剂中的挥发性成分挥发，影响其性能。紫外线、带电粒子和原子氧等会对胶粘剂产生辐射损伤，降低其使用寿命。为了满足耐空间环境的要求，胶粘剂需要具备良好的耐辐射性能、低挥发性和高粘接强度。主要用于航天器、返回卫星、导弹头热障的粘接。热保护粘合剂在高温环境下能够起到隔热和保护作用，防止航天器内部结构受到高温损伤。常见的热保护粘合剂有环氧聚酰胺粘合剂和硅橡胶。环氧聚酰胺粘合剂具有良好的粘接强度和耐热性，能够在高温下保持稳定的性能。硅橡胶则具有优异的耐高温性能和柔韧性，能够适应不同形状的热障结构。用于粘接航空航天部件，如丁腈 / 酚醛粘合剂、环氧 / 酚醛粘合剂和硅橡胶。防热密封胶在航空航天领域中主要用于密封和隔热，防止热量传递和气体泄漏。其中有机硅胶粘剂因 Si-O 键高键能，在宽温度范围尤其是高温下具有高的热稳定性，可在 250°C 或更高温度下长时间使用，是耐高温粘合剂主要品种之一，广泛应用于航空航天工业。用于载体液态氢液氧储罐上的聚酰亚胺和铝储罐，通常由聚氨酯改性环氧胶粘剂、聚醚聚氨酯胶粘剂制成。耐低温胶粘剂在超低温环境下能够保持良好的粘接性能和柔韧性，防止储罐出现开裂和泄漏等问题。在发射车辆、导弹、卫星、航天器等广泛应用，常见有丁基橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶和聚氨酯胶，具有显著减震降噪效果。阻尼密封胶在航空航天领域中主要用于减震和降噪，提高航天器的可靠性和舒适性。尽管用于航天产品配套的胶粘剂研制已取得重大进展，但目前航天工业部分关键材料仍依赖进口，性能和质量尚不稳定。未来的探月工程、长期驻留空间站、深空探测等航天工程对特种胶粘剂还有许多新需求，需要科技工作者持续努力。
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