苯基硅橡胶是国家“卡脖子”关键材料,用于高阻尼、耐高温、耐辐照、耐烧蚀材料研制,技术和产品受国际禁运和封锁。空间级低苯基硅橡胶用于舱门、舷窗等密封,是空间站的生命线,空间站研制一度面临“无材可用”局面。
通过对固-液多相流体传质和传热、苯基硅氧烷热分解等规律研究,发明了甲基苯基烷氧基硅烷射流水解和分子蒸馏裂解纯化新工艺,解决了聚合级甲基苯基环硅氧烷的制备问题,形成10吨/年生产能力。针对苯基单体、氟硅单体竞聚率差别大,聚合控制困难等瓶颈,通过聚合动力学研究,揭示了单体活性、聚合物序列结构、交联点分布与材料性能之间关系,开发了两类新型引发剂和两种新结构交联点单体,解决了氟硅橡胶易解聚、苯基环硅氧烷聚合活性低和交联点均匀分布等关键问题,实现通过液态单体组成有效调控聚合物链结构。
通过对高粘度流体的流变学、传质传热研究,攻克了聚合体系温度场、物料场的均匀性关键技术,形成100吨/年的生胶稳定化制备能力。在生胶结构、混炼胶织态结构与阻尼性能关系研究基础上,探索了硫化对硅橡胶液-固结构的影响规律,突破了高阻尼硅橡胶配方,实现了自主保障。
特种硅橡胶制备技术打破国外垄断,支撑了我国高端装备的研制和生产。氟硅橡胶成功应用于“运-20”燃油系统密封;42所采用低苯基硅橡胶累计生产了5000余件密封产品应用于“天宫”、“神州”;九院三所、703、621等选用高苯基和高阻尼硅橡胶替代进口产品,用于某战略武器泡沫减震垫、XX惯性导航减振器、XX旋翼阻尼器等研制,累计供货1000余公斤。
山东大学材料学院