飛機(jī)油箱密封劑耐介質(zhì)性能研究

楊亞飛，于美超，章諫正，吳松華

（北京航空材料研究院，北京 100095）

飛機(jī)油箱密封劑耐介質(zhì)性能研究

楊亞飛，于美超，章諫正，吳松華

（北京航空材料研究院，北京 100095）

對(duì)比了聚硫密封劑與單組分室溫硫化氟硅密封劑的耐介質(zhì)性能。通過(guò)測(cè)試浸泡在3#噴氣燃料、95#航空汽油2種燃料介質(zhì)中60 ℃不同時(shí)間間隔（7 d、14 d、21 d）條件下密封劑各種性能變化，研究其耐介質(zhì)老化性能。結(jié)果表明，3#航空燃料對(duì)聚硫及氟硅密封劑的老化性能影響較小；氟硅密封劑比聚硫密封劑有更好的耐95#航空汽油性能。

氟硅密封劑；聚硫密封劑；耐介質(zhì)性

隨著航空工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)飛機(jī)油箱密封材料的性能要求越來(lái)越高，尤其是其耐介質(zhì)老化性能直接關(guān)系到飛機(jī)的飛行安全和使用壽命。因此開(kāi)展飛機(jī)油箱密封劑在介質(zhì)中的老化性能研究，為研制耐介質(zhì)油箱密封材料奠定基礎(chǔ)。

本文選取聚硫密封劑和單組分室溫硫化氟硅密封劑，分別研究其在3#噴氣、燃料95#航空汽油2種常用燃料介質(zhì)中的老化性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料

聚硫密封劑、氟硅密封劑，北京航空材料研究院；3#噴氣燃料，大慶石化；95#航空汽油，蘭州石化。

1.2 密封劑試樣制備

將基膏和硫化膏按比例稱取，過(guò)三輥后混合均勻，制樣。在溫度（23±2）℃、相對(duì)濕度（50±5）%的恒溫恒濕箱中硫化14 d。

1.3 性能測(cè)試

（1）常溫拉伸性能：按GB/T 528—2009標(biāo)準(zhǔn)，采用電子拉力機(jī)進(jìn)行測(cè)定。

（2）耐液體性能：先按HB 5272—1993標(biāo)準(zhǔn)處理試樣，然后按GB/T 528—2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其拉伸性能。

（3）剝離性能：按HB5249—1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定（剛性被粘層為鉻酸陽(yáng)極化鋁合金，柔性材料為鋼網(wǎng)）。

（4）質(zhì)量及體積變化：按HB 5272—1993標(biāo)準(zhǔn)，采用電子天平測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 密封劑在3#噴氣燃料中的耐油性能測(cè)試

將浸泡在3#噴氣燃料中的聚硫密封劑、氟硅密封劑試樣放入60 ℃烘箱中，分別在7 d、14 d、21 d后取出部分試樣進(jìn)行力學(xué)性能變化、質(zhì)量變化及體積變化測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 聚硫密封劑耐3#噴氣燃料前后力學(xué)及粘接性能Tab.1 Mechanical and adhesive properties of polysulfide sealant before and after ageing in 3#jet fuel

由表1可以看出，密封劑耐3#噴氣燃料前后質(zhì)量及體積變化均為負(fù)值，這可能是由于油類(lèi)介質(zhì)可從硫化膠內(nèi)萃取可溶性的配合劑，如增塑劑等，導(dǎo)致硫化膠收縮，體積減小，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料顯示[2，3]，這也是聚硫密封劑在煤油燃料中熱氧老化。由力學(xué)性能可以看出，耐油前后其拉伸強(qiáng)度均未有明顯變化。耐油后試樣的剝離強(qiáng)度有所下降，7 d后下降4.26%，14 d后下降16.7%，21 d后下降24.9%，這可能是由于硫化膠內(nèi)的可容性物質(zhì)被萃取出，影響其粘接性能。

氟硅密封劑耐3#噴氣燃料前后力學(xué)及粘接性能變化如表2所示。由氟硅密封劑耐3#噴氣燃料前后質(zhì)量及體積變化可以看出，質(zhì)量變化為負(fù)值，體積變化為正值，這是由于當(dāng)密封膠浸于汽油中時(shí)，一方面汽油對(duì)聚硅氧烷的溶劑化作用，使密封膠吸收汽油而發(fā)生溶脹，另一方面在汽油中增塑劑等配合劑發(fā)生遷移[1]，密封膠的質(zhì)量下降。由力學(xué)性能可以看出，隨著浸油時(shí)間延長(zhǎng)，力學(xué)性能變化不明顯，同樣耐油后試樣的剝離強(qiáng)度也有所下降。

表2 氟硅密封劑耐3#噴氣燃料前后力學(xué)及粘接性能Tab.2 Mechanical and adhesive properties of fluorosilicone sealant before and after ageing in 3#jet fuel

2.2 密封劑在95#航空汽油中的耐油性能測(cè)試結(jié)果

相同實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)試了聚硫密封劑、氟硅密封劑試樣在95#航空汽油中的耐介質(zhì)性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 聚硫密封劑耐95#航空汽油前后力學(xué)及粘接性能Tab.3 Mechanical and adhesive properties of polysulfide sealant before and after ageing in 95#gasoline

由表3可以看出，聚硫密封劑在95#航空汽油實(shí)驗(yàn)條件下，質(zhì)量及體積變化均為正值，說(shuō)明油液滲透到密封劑中，使其膨脹，體積增大。從耐油前后力學(xué)性能的變化可以看出，耐油后聚硫試樣的拉伸強(qiáng)度均有不同程度下降，浸泡7 d后的試樣拉伸強(qiáng)度較未浸油試樣下降16.5%，浸泡14 d后拉伸強(qiáng)度下降17.8%。與相同實(shí)驗(yàn)條件下，試樣耐受3#噴氣燃料相比，性能下降明顯，當(dāng)耐受時(shí)間達(dá)21 d時(shí)，試樣溶脹嚴(yán)重，無(wú)法測(cè)試。

由氟硅密封劑耐95#航空汽油前后的質(zhì)量及體積變化（表4）可以看出，與聚硫密封劑相同，其體積及質(zhì)量均增大，但其增大的幅度比聚硫試樣大，這可能是由于汽油對(duì)聚硅氧烷的溶劑化作用，使密封膠吸收大量的汽油而發(fā)生明顯的溶脹。由力學(xué)性能可以看出，浸油前后其拉伸性能沒(méi)有明顯的變化，但其剝離強(qiáng)度下降明顯，浸泡7 d后下降24%，14 d后下降33.8%，21 d后下降41.2%，與相同實(shí)驗(yàn)條件下，試樣耐受3#噴氣燃料相比，性能下降幅度大。

表4 氟硅密封劑耐95#航空汽油前后力學(xué)、粘接性能及質(zhì)量體積變化Tab.4 Mechanical and adhesive properties of fluorosilicone sealant before and after ageing in 95#gasoline

3 結(jié)論

（1）將試樣浸泡于3#噴氣燃料時(shí)，聚硫密封劑與氟硅密封劑性能變化均較小，體現(xiàn)出較好的耐介質(zhì)性能；

（2）將試樣浸泡于95#航空汽油時(shí)，聚硫密封劑的質(zhì)量及體積變化比氟硅密封劑要小，但其力學(xué)性能下降明顯，不如氟硅密封劑；

（3）對(duì)比2種航空介質(zhì)，3#航空燃料對(duì)聚硫及氟硅密封劑的老化性能影響較小。

[1]周衛(wèi)清,嚴(yán)解洪.RTV有機(jī)硅密封膠的耐介質(zhì)性[J].有機(jī)硅材料,2002,16(2):4-6.

[2]吳松華,益小蘇,秦蓬波,等.聚硫密封劑在航空煤油中的老化機(jī)理[J].航空材料學(xué)報(bào),2007,27(6): 79-82．

[3]薛金強(qiáng),尚丙坤,豐美麗,等.噴氣燃料熱氧化機(jī)理及氧化穩(wěn)定添加劑的研究進(jìn)展[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料,2009,7(1):17-23,27．

Oil resistance performance of aircraft fuel tank sealant

YANG Ya-fei, YU Mei-chao, ZHANG Jian-zheng, WU Song-hua
(Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China)

In this paper, the oil (95#gasoline, 3#jet fuel) resistance performances of one-part RTV fluorosilicone sealant and polysulfide sealant were compared. The changes of mechanical properties, adhesive properties, volume and mass after immersing in the above two mediums at 60 ℃for different period (7 d、14 d、21 d) were discussed to investigate the resistance of medium ageing of the sealants. The results showed that the 3#jet fuel had small effects on the aging properties of fluorosilicone sealant and polysulfide sealant; fluorosilicone sealant had better ageing resistance than polysulfide sealant in 95#gasoline.

fluorosilicone sealant; polysulfide sealant; oil resistance performance

TQ436+.6

A

1001-5922（2017）03-0047-03

2016-10-16

楊亞飛（1982-），男，工程師。主要從事航空聚硫密封劑的研究工作。E-mail：yangyafei@yahoo.cn。