納米改性聚甲基乙烯基硅橡膠抗質(zhì)子輻照效應(yīng)研究.pdf

1、本文制備了兩種加成型硅橡膠材料，MQ硅樹脂增強(qiáng)甲基乙烯基硅橡膠(MQSR硅橡膠)和納米SiO2粒子改性MQSR硅橡膠(SCSR硅橡膠)。利用空間環(huán)境效應(yīng)地面模擬設(shè)備對(duì)兩種硅橡膠在質(zhì)子輻照條件下性能演化規(guī)律和微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了研究。本試驗(yàn)中，質(zhì)子能量為100和150keV，輻照通量為2×1012p/cm2·s，輻照劑量范圍為1×1014-1×1016p/cm2，輻照室內(nèi)真空度10-5Pa，環(huán)境溫度120K。對(duì)質(zhì)子輻照前后硅橡膠表面形貌進(jìn)行

2、了觀察并對(duì)力學(xué)性能、質(zhì)損率、熱穩(wěn)定性能和光學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，利用FT-IR、DMA等方法，研究了MQSR硅橡膠和SCSR硅橡膠質(zhì)子輻照損傷效應(yīng)。 研究結(jié)果表明，MQ硅樹脂對(duì)甲基乙烯基硅橡膠有明顯的增強(qiáng)效果，當(dāng)MQ硅樹脂的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為20％時(shí)，MQSR硅橡膠的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能最佳。SCSR硅橡膠能完全保持硅橡膠的性能，且力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能有所提高。 質(zhì)子輻照研究結(jié)果表明，MQSR硅橡膠和SCSR硅橡膠在相同條件

3、質(zhì)子輻照作用下，性能演變規(guī)律相似，損傷機(jī)理相同。在質(zhì)子輻照作用下，硅橡膠表面出現(xiàn)老化裂紋，裂紋密度和深度隨輻照劑量和能量的增加而急劇增大。在100keV質(zhì)子輻照作用下，當(dāng)輻照劑量小于1015p/cm2時(shí)，硅橡膠輻照交聯(lián)反應(yīng)略占優(yōu)勢(shì)。隨質(zhì)子輻照劑量的增加，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，低溫區(qū)間存儲(chǔ)模量E'增大，交聯(lián)密度增加，主鏈Si-O鍵斷裂不明顯。結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致硅橡膠拉伸強(qiáng)度增加，熱穩(wěn)定性提高，質(zhì)損率增加，可見(jiàn)光透過(guò)率下降。當(dāng)輻照劑量超過(guò)1015

4、p/cm2時(shí)，硅橡膠輻照降解反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，低溫區(qū)間存儲(chǔ)模量E'減小，交聯(lián)密度降低，主鏈Si-O鍵斷裂明顯。硅橡膠拉伸強(qiáng)度減小，熱穩(wěn)定性下降，質(zhì)損率進(jìn)一步增加，可見(jiàn)光透過(guò)率進(jìn)一步下降。在150keV質(zhì)子輻照作用下，在本試驗(yàn)質(zhì)子輻照劑量范圍內(nèi)，硅橡膠輻照降解反應(yīng)一直占優(yōu)勢(shì)。隨輻照劑量增加，玻璃化轉(zhuǎn)變降低，低溫區(qū)間存儲(chǔ)模量E'減小，交聯(lián)密度降低，主鏈Si-O鍵斷裂明顯。硅橡膠拉伸強(qiáng)度下降，熱穩(wěn)定性降低，質(zhì)損率增加，可見(jiàn)光透過(guò)