玻 璃 钢 火 箭 发 动 机 的 制 作
制作原材料: 增强材料:高强2﹟玻璃纤维、长丝炭纤维、Kevlar纤维。 长丝类:
布类:
树脂基体:环氧树脂基体;(树脂基体必须具备以下要求:(1)粘度要尽量的低;(2)必须能在较低温度(50°)以下完全固化;(3)纤维的浸润性要好,与纤维形成的复合材料强度要高;(4)在室温下凝固较慢,适合连续生产的需要。 环氧树脂的选择 1、 从用途上选择 作粘接剂时最好选用中等环氧值(0.25-0.45)的树脂,如6101、634;作浇注料时最好选用高环氧值(>0.40)的树脂,如618、6101;作涂料用的一般选用低环氧值(<0.25)的树脂,如601、604、607、609等。 通用树脂还有191 #、189#树脂和33#胶衣树脂,其特点是抗老化能力强,粘度大。火箭发动机壳强度要求高,建议选用618、6101树脂。 2、 从机械强度上选择 环氧值过高的树脂强度较大,但较脆;环氧值中等的高低温度时强度均好;环氧值低的则高温时强度差些。因为强度和交联度的大小有关,环氧值高固化后交联度也高,环氧值低固化后交联度也低,故引起强度上的差异。 3、 从操作要求上选择 不需耐高温,对强度要求不大,希望环氧树脂能快干,不易流失,可选择环氧值较低的树脂;如希望渗透性也,强度较好的,可选用环氧值较高的树脂。 环氧树脂一般和添加物同时使用,以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择,常用添加物有以下几类:(1)固化剂;(2)改性剂;(3)填料;(4)稀释剂;(5)其它。 辅助材料: (三)、改性剂的选择 改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。常用改性剂有: (1)、聚硫橡胶:可提高冲击强度和抗剥性能。 (2)、聚酰胺树脂:可改善脆性,提高粘接能力。 (3)、聚乙烯醇叔丁醛:提高抗冲击鞣性。 (4)、丁腈橡胶类:提高抗冲击鞣性。 (5)、酚醛树脂类:可改善耐温及耐腐蚀性能。 (6)、聚酯树脂:提高抗冲击鞣性。 (7)、尿醛三聚氰胺树脂:增加抗化学性能和强度。 (8)、糠醛树脂:改进静弯曲性能,提高耐酸性能。 (9)、乙烯树脂:提高抗剥性和抗冲强度。 (10)、异氰酸酯:降低潮气渗透性和增加抗水性。 (11)、硅树脂:提高耐热性。 聚硫橡胶等的用量可以在50-300%之间,需加固化剂;聚酰胺树脂、酚醛树脂用量一般为50-100%,聚酯树脂用量一般在20-30%,可以不再另外加固化剂,也可以少量加些固化剂促使反应快些。 一般说来改性剂用量越多,柔性就愈大,但树脂制品的热变形温度就相应下降。 为改善树脂的柔性,也常用增韧剂如:邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。 (四)、填料的选择 填料的作用是改善制品的一些性能,并改善树脂固化时的散热条件,。其大小最好小于100目,适合火箭填料如下: 填料的选择 填料的作用是改善制品的一些性能,并改善树脂固化时的散热条件,用了填料也可以减少环氧树脂的用量,降低成本。因用途不同可选用不同的填料。其大小最好小于100目,用量视用途而定(一般开始控制在8%,而后视情况增减)。常用填料简介如下: 填料名称 作用 石棉纤维、玻璃纤维 增加韧性、耐冲击性 石棉粉、硅胶粉、高温水泥 提高耐热性 石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂 提高硬度 氧化铝、瓷粉 增加粘接力,增加机械强度 石棉粉、石英粉、石粉 降低收缩率 铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末 增加导热、导电率 石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及润滑性能 金刚砂及其它磨料 提高抗磨性能 云母粉、瓷粉、石英粉 增加绝缘性能 设备: 玻璃钢手糊工具(图-2);
缠绕机DSC-I型(图-3);
固化炉:非标准。 实验方法: 发动机壳体在药柱(即缠绕芯模)上缠绕成形,固化后机加工到设计尺寸,做水压和点火试验。 壳体成形工艺技术(表-1) 纤维的处理玻璃纤维易吸附水分,所有须在使用前放入烘箱中去除纤维表面的水分。
固化要求: 根据推进剂的特点和树脂基体的固化特性,采用先室温存放。一般在50°C条件下衡温存放6—12小时。 施工前准备: 1、原材料规格要求:施工前必须检查原材料(树脂、玻璃纤维、填料)规格质量是否合乎设计施工要求。如酚醛树脂贮存过久,树脂黏度增大,就不宜使用,填料要求耐酸度大于98%,细度一般应大于120目。 2、施工前准备:在室外施工时,应加设棚盖,防止灰砂及雨雾,施工现场温度一般为15~30℃,湿度不大于80%。冬季施工时(如室温低于10℃一下),应采取采暖措施,但不得使用明火直接加热保温。 3、玻璃纤维准备: (1)玻璃纤维(布)应存放在阴凉干燥处,必须保持干净,严防受潮,否则应进行干燥后方可使用。 (2)根据玻璃布的种类,应选用无碱无捻粗纱方格玻璃布,如采用石蜡型玻璃布时,必须预先将进行脱蜡处理。
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