载人飞船上应用到的化学品整理
一、航空航天粘合剂
大国重器奔向太空,新材料至关重要。胶粘剂作为航空航天行业必不可少的新材料,在运载火箭,卫星和航天器中都有广泛应用。与一般工业领域不同,航空航天产品具有很高的行业标准,严格的要求和恶劣的操作环境。它们必须经历发射环境,空间轨道环境,重新进入环境并承受高温、消融试验,空间温度快速变化,高真空,超低温,热循环,紫外线,带电粒子和原子氧。因此,对粘合密封剂等有一些特殊要求,可归纳如下:
瞬间耐高温及耐烧蚀:飞机重新进入大气层的环境特性是瞬时高焓,高热流,高温,而粘合剂应主要是为了满足高温烧蚀。对于长期,高洼,地热流动的条件,它主要是为了满足高温绝缘。
耐超低温耐特种介质:液氢液氧是一种常用的火箭推进剂,与其相关部件粘接和密封的材料必须满足-253℃的使用要求。
耐空间环境:主要包括空间温度交替,高真空,紫外线,带电粒子,原子氧等对粘合密封剂的影响。
航空航天用粘合剂简介:
胶黏剂功能 典型结构及用途说明 胶黏剂种类
热保护粘合剂 主要用于航天器,返回卫星,导弹头的热障的粘接。 环氧聚酰胺粘合剂,硅橡胶
防热密封胶 用于粘合航空航天部件 丁腈/酚醛粘合剂,环氧/酚醛粘合剂,硅橡胶
耐低温胶粘剂 载体液态氢液氧储罐上的聚酰亚胺和铝储罐。 聚氨酯改性环氧胶粘剂,聚醚聚氨酯胶粘剂
阻尼密封胶 发射车辆,导弹,卫星,航天器等。 丁基橡胶,硅橡胶,丁腈橡胶,聚氨酯胶
太空级胶黏剂 航天器,卫星等,可抵抗真空和辐射等。 硅橡胶
1 、耐高温环氧树脂胶黏剂:
简介:环氧粘合剂是由环氧树脂,固化剂,促进剂,改性剂等组成的液体或固体粘合剂。耐高温环氧树脂胶粘剂主要通过在配方中使用耐高温环氧树脂,改性环氧树脂和高温固化剂来达到耐高温的目的。
2 、耐高温酚醛树脂胶黏剂
简介:酚醛树脂易于获得,具有良好的粘合强度,耐溶剂性,阻燃性和电绝缘性。它是最早开发的耐高温树脂。然而,纯酚醛树脂具有高脆性,低剥离强度,高硬度和低韧性,并且在高温下容易分解。因此,国内外航空工业经常使用改性酚醛/缩醛,酚醛/丁腈型耐高温粘合剂。。高温酚醛树脂粘合剂可用于军事领域,用于粘合和密封高速导弹结构和发动机耐热材料。
3 、耐高温有机硅胶黏剂
简介:有机硅粘合剂是一种以聚有机硅氧烷及其改性体为主要原料的耐高温粘合剂。在硅氧烷聚合物分子中,由于Si-O键具有高键能,因此可以在宽温度范围内保持物理和化学性质,特别是在高温下,即,它具有高的热稳定性。它可以在250°C或更高的温度下长时间使用。有机硅粘合剂是耐高温粘合剂的主要品种之一,广泛用于航空航天工业。
4、耐低温胶黏剂
简介:耐低温粘合剂是指可以在超低温环境下使用并具有足够强度的粘合剂。它通常由PU,EP改性PU和PU和PA改性EP制备。
5、阻尼密封胶
简介:密封胶的阻尼特性主要来自基础聚合物分子链之间的内部摩擦(当然,填料和聚合物链之间的摩擦以及填料之间的内部摩擦),而不同的聚合物分子链结构决定了它的阻尼特性。阻尼效应的根本原因是在交变应力的作用下聚合物材料的滞后和机械损失。航天器,火箭等航天器上使用丁基橡胶,硅橡胶,丁腈橡胶,聚氨酯胶等,具有明显的减震降噪效果。
虽然用于航天产品配套的胶粘剂研制已经取得了显著进展,但目前航天工业需要的部分关键材料仍然依赖进口,部分材料的性能和质量尚不稳定,未来的探月工程、长期驻留空间站、深空探测等航天工程对特种胶粘剂还会有许多新的需求,这些都需要从事胶粘剂制备和应用的科技工作者继续努力。
二、航天高分子材料
1、新“外衣”可抵御120℃温差
与身着灰色调外衣的“前辈”相比,神舟十二号载人飞船一身银闪闪。这件亮丽的“外衣”,就是由航天科技集团五院529厂历时两年精心研制的一款新型低吸收 - 低发射热控涂层。
和以往神舟载人飞船的任务相比,这次神舟飞船在空间站停留的时间更久,面对的空间环境也更加恶劣。届时,神舟十二号载人飞船迎向太阳侧的舱体表面温度将达到90℃,而背向太阳侧的舱体表面温度则将达到-30℃。这种温度差将使飞船内部的空气温度产生严重波动,航天员的生活环境与多种精密设备在舱内将受到影响。
这件学名为低吸收 - 低发射热控涂层的“外衣”,是一种喷涂在航天器外表面的热控制材料。它具备对太阳辐照的低吸收强反射能力,可以大大减少飞船受太阳长时间辐照的内部温度升温现象,再通过极低的红外发射特性,在飞船处于背阳面时减少辐射漏热,大大减缓舱内温度下降速率,起到保温效果。
2、碳纤维材料操纵棒是航天员手臂“延长器”
在飞船发射和返回过程中,航天员的身体被牢牢束缚在座椅上,身体不能前倾以完成对仪表板上各设备的操作,为解决这一难题,操纵棒应运而生。
操纵棒把手是根据航天员手掌正常抓握状态进行赋型设计的,外部轮廓曲面完美贴合航天员掌心,极大满足航天员操作过程中的舒适度要求。操纵棒杆体设计为可无极伸缩式,航天员可以根据现场条件在一定范围内任意调整操纵棒的长度。同时杆体采用高强度碳纤维材料,比强度高,手感舒适。
3、飞船舱体密封件是关键!
此次发射,中国航天科技集团公司四院四十二所(以下简称42所)参与了长征二号F运载火箭逃逸火箭发动机研制,承担了“神舟”飞船舱体密封系统的研制生产任务。
42所特种橡胶材料技术与工艺研究室主任、绝热材料与橡胶材料领域副总师王江参与了“神舟”飞船舱体密封件的研制。王江表示,“神舟”飞船舱体密封件是飞船舱体结构密封的关键部件。
王江:“密封材料是保证舱内环境的主要屏障,保证舱内环境的正常状态。在太空里还有一个像地球一样的环境,保证里面的空气不泄露。”
此次神舟十二号载人飞行任务,航天员将穿上国产的舱外航天服开展两次出舱活动及舱外作业。王江也参与了舱外航天服上所有橡胶件的研制与生产,主要包括三类产品,分别是舱外航天服主气密层、手套橡胶件、连接处密封件。
说完飞船再来说说航天员们的“打扮”
4、三位“帅哥”身着“太空华服”再现星空
在16日神舟十二号航天员与记者见面会上,三名航天员身着东华大学航天员服装研发设计团队研制的常服帅气亮相酒泉卫星发射中心问天阁。
航天员在空间站工作生活的工作服、锻炼服、休闲服、失重防护服、睡具等,还有常服、任务训练服、专用服饰等地面任务服装多个种类,这些专用服装不仅确保实现多项特殊功能,还融入中国特色设计元素,成为航天员亮相世界的“太空华服”。
各具功能的不同类型服装,有的能够帮助航天员在长时间太空飞行中起到对抗失重对人体肌肉的不利影响,有的还能呵护航天员调节他们的情绪和心情,同时还要考虑舱内光线环境下进行摄影、摄像和图像传输后的显示效果,可谓是“一样菜必须满足百家胃”。
5、脚踏“飞天祥云”遨游九天
在“大房子”里“长时间”居住,当然离不开一双既舒适又美观的航天员“居家鞋”(航天员空间站任务舱内用鞋)了。
舱内用鞋的材料以热塑材料、混纺针织材料为主,柔软、轻便、环保、抗静电、透气、富有弹性,保证了航天员在飞船舱内及空间站失重环境下进行活动时脚部的舒适和安全。考虑到舱内的微重力状态以及飞船载人的重量要求,舱内用鞋比日常百姓穿的普通鞋要轻很多。

