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航空航天领域
高分子材料应用
航天技术的发展离不开新材料。新一代航天产品的诞生通常建立在大量先进新型材料研制成功的基础上。同时，这些航天产品的出现也推动了众多新材料项目的快速启动和应用。改革开放以来，随着我国国民经济的迅速发展和经济实力的增强，载人航天、探月工程等重点工程需要大量新材料的支撑，这也带动了我国许多关键新材料研制取得了突破。特别是高分子材料作为我国航天工业的重要配套材料，在其中扮演着重要角色，包括橡胶、工程塑料、特种功能织物、涂料、合成树脂、胶黏剂和密封剂等。
特种橡胶材料
氟醚橡胶
氟醚橡胶（FFKM）是一种由全氟甲基乙烯基醚、四氟乙烯、偏氟乙烯和交联单体等聚合而成的弹性材料。全氟醚橡胶是指共聚体系中不含偏氟乙烯单元的氟醚橡胶。通过在氟橡胶的分子侧链引入醚键，使其低温性能得到显著改善。因此，全氟醚橡胶在广泛应用的氟橡胶基础上，实现了更佳的低温特性。氟醚橡胶的优异性能使其适用于要求高温和化学稳定性的场合，例如航空航天、石油化工、汽车制造和半导体行业等。同时，低温品级的氟醚橡胶可在极寒环境下保持其弹性和密封性能，因此也被广泛用于极地科考、航天探测器和冷链运输等应用中。
氯丁橡胶
氯丁橡胶（CR）具有优异的物理性能和化学稳定性，能够在广泛的温度范围内保持其弹性和机械性能。它具有优异的耐油性和耐溶剂性，可以在油、汽油、润滑剂等多种化学介质中工作。此外，氯丁橡胶还具有一定的抗氧化性和耐臭氧性能，能够在户外环境下长时间使用而不受损。氯丁橡胶的阻尼特性相对较好，能够吸收和分散机械振动和冲击能量，减少振动传递。这使得它在减振和隔振应用中得到广泛应用。氯丁橡胶还常被用作密封材料，因其在不同介质下的耐化学性能和封闭性能较好。在航空航天应用中，氯丁橡胶通常以橡胶制品的形式存在，如密封件、垫片、胶管等。它还可以与其他橡胶材料或塑料进行共混，以改善其物理性能和加工性能。
三元乙丙橡胶
三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶（EPDM），是一种合成弹性材料。它由乙烯、丙烯和二烯单体共聚而成。三元乙丙橡胶具有许多出色的性能特点。首先，它具有良好的耐候性，能够抵抗紫外线、氧气和臭氧的侵蚀，因此在户外环境下具有优异的耐久性。其次，三元乙丙橡胶具有出色的耐化学性，能够耐受多种酸、碱、溶剂和腐蚀性物质的侵蚀，因此在航空航天领域广泛应用。此外，乙丙橡胶还具有优异的耐热性和耐寒性，能够在高温和低温环境下保持弹性和性能稳定。
硅橡胶
硅橡胶（VMQ）密封材料是一种具有卓越性能的弹性材料。它的耐热性和耐寒性能突出，长期使用温度范围可达-60℃至250℃，在短期使用时甚至可以超过300℃。此外，它还具有出色的耐臭氧、耐日照、耐霉菌和耐海水等特性。硅橡胶在阻尼材料方面存在的主要问题是阻尼损耗较小。然而，随着新型高阻尼硅橡胶材料的问世和新型共混技术的应用，硅橡胶正逐步替代传统的丁基橡胶，成为航空航天阻尼减振结构中的首选材料。除了普通的硅橡胶密封材料，还有氟硅橡胶和苯基硅橡胶两种特殊类型。氟硅橡胶不仅具备硅橡胶的耐热、耐寒特性，还具有优异的耐油性。而苯基硅橡胶则以其卓越的耐高低温性能而著名。它能够在极端的温度条件(-120℃~300℃)下保持其弹性和性能稳定，广泛应用于需要承受极端温度环境的领域。
特种工程塑料
聚苯硫醚
聚苯硫醚（PPS）具有多项出色的性能。首先，它具有出色的耐高温性能，能够在高温环境下保持其物理和机械性能。其熔点较高，可达到280°C以上，不易软化或变形。其次，PPS具有优异的耐化学腐蚀性能，能够抵抗多种有机和无机化学品的侵蚀，包括酸、碱和溶剂等。此外，PPS还表现出良好的机械强度和刚度，耐磨性好，且具有优异的电绝缘性能。在航天领域，PPS的应用也取得了显著成果。通过采用纤维增强PPS材料，制作的舱门比金属门减重约25%。PPS用于制备火箭惯导壳体，代替原铝合金壳体，明显减轻重量，提高减振性能，满足使用要求。
聚酰胺
聚酰胺（PA）是一种具有多重酰胺键结构的聚合物，其中酰胺键由酰胺基团中的氮原子与相邻的羰基碳原子形成的共价键。这种聚合物具有多种优良性质，如高强度、高耐热性、良好的机械性能和化学稳定性。在航天产品中，短切纤维增强的聚酰胺复合材料被广泛应用于制备各种次结构件。它被用于制造运载火箭液氢液氧箱体的外支架，起到承力和隔热的作用。此外，采用这种材料制作计算机、电源框架、计算机印制板框架等产品，具有重量轻、承载力大和良好的减振性能，完全取代了铝合金框架。还可以制造电器护盒、线圈骨架等配套产品。
聚醚醚酮
聚醚醚酮（PEEK）是一种高性能的热塑性聚合物，由醚和酮功能团交替排列而成，具有优异的物理性能和化学稳定性。它具有多种出色的性能，如高温稳定性、耐化学品腐蚀性、良好的机械强度和刚度、耐磨性、低摩擦系数以及良好的电绝缘性能。PEEK能够在高温环境下保持其物理性能，其玻璃化转变温度约为143°C，可长期使用在高达250°C的温度范围内。碳纤维/PEEK复合材料可应用于战术导弹尾翼，并使用PEEK树脂制造火箭的电池槽、螺栓、螺母以及火箭发动机的零部件等。
特种涂层材料
隐身吸波防护涂料
隐身吸波防护涂料通过在表面涂覆结构或材料，赋予其特殊的声、光、电、磁和运动特性，以实现产品的加固和反识别。主要涵盖隐身、抗核和抗激光涂层材料等。为了减少目标的可探测性，研究人员分别进行了雷达吸波隐身涂层材料和红外隐身涂层材料的研究，以降低目标对雷达波和红外辐射的反射特性。抗激光涂层方面，开展了基于烧蚀防热和反射原理的研究。通过以上研究，隐身吸波防护涂料能够提供重要的功能，有效加固产品并降低其被探测的可能性，以确保航天器在各种环境条件下的安全运行。
耐高温涂层材料
现有航天防热涂层体系主要包括有机硅树脂、环氧树脂和酚醛树脂等。其中，有机硅体系具有出色的耐烧蚀性能和隔热性能，同时具备良好的弹性和长期稳定性。由于有机硅是非成碳材料，它易于与雷达、红外等吸波隐身涂层相配合。然而，有机硅涂层的粘附性能较差，不适用于强热流或强气动冲刷环境。环氧树脂虽然耐热性较差，其涂层的隔热效果不如有机硅，但具有优秀的结合力。制成的涂层具有较强的粘附力和紧密结合的特点，因此在防护强热气流冲刷方面表现出良好的性能。
热控涂层材料
热控涂层主要应用于空间飞行器和各种仪器设备的表面，通过调节涂层的太阳吸收率和热辐射率，以控制表面温度，确保航天器内部结构和仪器设备在适宜的温度范围内正常工作。这些涂层对于航天器的可靠性和寿命至关重要。随着空间技术的发展，新型航天器趋向于结构复杂化、体积小型化、功能多样化和电功率大型化等方向发展，传统的具有单一太阳吸收比和发射率的热控涂层已无法满足需求。近年来，基于相变和电致变色原理的智能热控涂层得到了研究和发展。通过调节材料厚度和掺杂酸种类等因素，可以有效提高发射率的范围，该技术呈现出良好的应用前景。
结语
航空高分子材料是在航空领域中广泛应用的一类材料，具有多种特点。首先，航空高分子材料具有高强度和优异的力学性能，能够承受高应力和负载，确保飞行器的结构强度和可靠性。其次，这些材料具有轻质的特点，相比传统的金属材料更轻巧，有助于减轻飞行器的重量，提高燃油效率和节能减排。
此外，航空高分子材料还具有耐高温、耐磨损和抗化学腐蚀等优异性能，能够在极端环境下保持稳定性。然而，它们也存在一些缺点，如耐日光性较差、吸湿性不佳等。综合来看，航空高分子材料在航空工业中发挥着重要作用，为飞行器的设计和制造提供了可靠的材料选择。
