航天技術的發展離不開新材料。新一代航天產品的誕生通常建立在大量先進新型材料研制成功的基礎上。同時，這些航天產品的出現也推動了眾多新材料項目的快速啟動和應用。改革開放以來，隨著我國國民經濟的迅速發展和經濟實力的增強，載人航天、探月工程等重點工程需要大量新材料的支撐，這也帶動了我國許多關鍵新材料研制取得了突破。特別是高分子材料作為我國航天工業的重要配套材料，在其中扮演著重要角色，包括橡膠、工程塑料、特種功能織物、涂料、合成樹脂、膠黏劑和密封劑等。

特種橡膠材料

我國航天工業建立伊始，為了滿足當時急迫需求，開展了大量特種橡膠材料的研制攻關工作，隨著我國工業技術的發展，高性能橡膠材料及應用技術也取得了長足進步。在航天領域使用的橡膠主要有氯丁橡膠、丁腈橡膠、氯醚橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠等。按功能主要有橡膠密封材料、橡膠阻尼材料、導熱及導電橡膠等。

氟橡膠

氟橡膠（FKM ）具有出色的耐熱性能，能夠長期使用于高溫環境下，溫度可達250℃。此外，它們還表現出優異的耐油、耐天候和耐溶劑性能。然而，氟橡膠的耐寒性較差，當溫度低于－20℃時，其彈性基本喪失。由于其特殊的性能，氟橡膠密封件廣泛應用于液壓滑油系統、高溫部位的動態和靜態密封以及多種介質管路等領域。它們在這些應用中發揮著關鍵的作用，確保系統的正常運行和密封性能的可靠性。

氟醚橡膠

氟醚橡膠（FFKM）是一種由全氟甲基乙烯基醚、四氟乙烯、偏氟乙烯和交聯單體等聚合而成的彈性材料。全氟醚橡膠是指共聚體系中不含偏氟乙烯單元的氟醚橡膠。通過在氟橡膠的分子側鏈引入醚鍵，使其低溫性能得到顯著改善。因此，全氟醚橡膠在廣泛應用的氟橡膠基礎上，實現了更佳的低溫特性。氟醚橡膠的優異性能使其適用于要求高溫和化學穩定性的場合，例如航空航天、石油化工、汽車制造和半導體行業等。同時，低溫品級的氟醚橡膠可在極寒環境下保持其彈性和密封性能，因此也被廣泛用于極地科考、航天探測器和冷鏈運輸等應用中。

三元乙丙橡膠

三元乙丙橡膠（EPDM），是一種合成彈性材料。它由乙烯、丙烯和二烯單體共聚而成。三元乙丙橡膠具有許多出色的性能特點。首先，它具有良好的耐候性，能夠抵抗紫外線、氧氣和臭氧的侵蝕，因此在戶外環境下具有優異的耐久性。其次，三元乙丙橡膠具有出色的耐化學性，能夠耐受多種酸、堿、溶劑和腐蝕性物質的侵蝕，因此在航空航天領域廣泛應用。此外，乙丙橡膠還具有優異的耐熱性和耐寒性，能夠在高溫和低溫環境下保持彈性和性能穩定。

硅橡膠

硅橡膠（ VMQ）密封材料是一種具有卓越性能的彈性材料。它的耐熱性和耐寒性能突出，長期使用溫度范圍可達-60℃至250℃，在短期使用時甚至可以超過300℃。此外，它還具有出色的耐臭氧、耐日照、耐霉菌和耐海水等特性。硅橡膠在阻尼材料方面存在的主要問題是阻尼損耗較小。然而，隨著新型高阻尼硅橡膠材料的問世和新型共混技術的應用，硅橡膠正逐步替代傳統的丁基橡膠，成為航空航天阻尼減振結構中的首選材料。除了普通的硅橡膠密封材料，還有氟硅橡膠和苯基硅橡膠兩種特殊類型。氟硅橡膠不僅具備硅橡膠的耐熱、耐寒特性，還具有優異的耐油性。而苯基硅橡膠則以其卓越的耐高低溫性能而著名。它能夠在極端的溫度條件(-120℃~300℃)下保持其彈性和性能穩定，廣泛應用于需要承受極端溫度環境的領域。

丁腈橡膠

丁腈橡膠（NBR）具有良好的阻尼損耗能力，能夠有效吸收和消散機械振動、沖擊和聲波等能量。這使得丁腈橡膠在減振和噪音控制方面發揮著重要的作用。丁腈橡膠的阻尼特性源于其內部分子結構的特點。丁腈橡膠聚合物鏈中的丙烯腈單體單元和丁二烯單體單元之間的交聯結構，使得材料具有較高的耐磨性和彈性。同時，丁腈橡膠的分子鏈結構還能吸收和分散能量，減少機械振動和沖擊傳導到周圍結構的效應。在實際應用中，丁腈橡膠常被用于制造減振墊、密封件、管道襯里、懸掛系統等部件。它可以有效降低航空航天器件的振動和噪音水平，提供更加安全靜音的工作環境。

聚氨酯橡膠

聚氨酯橡膠（PU）具有出色的彈性和阻尼特性并具有可調節的硬度和彈性模量，這使得它能夠適應不同頻率和振幅的振動條件。它的分子鏈結構可以通過彎曲和變形來吸收和分散振動能量，從而減少振動的傳遞。此外，聚氨酯橡膠還具有良好的耐磨損性和耐化學性能，使其在各種惡劣環境下都能保持其阻尼效果。在實際應用中，聚氨酯橡膠廣泛應用于航空航天設備的減振墊、阻尼墊、隔振支撐、緩沖材料和阻尼涂層等產品中。

氯丁橡膠

氯丁橡膠（CR）具有優異的物理性能和化學穩定性，能夠在廣泛的溫度范圍內保持其彈性和機械性能。它具有優異的耐油性和耐溶劑性，可以在油、汽油、潤滑劑等多種化學介質中工作。此外，氯丁橡膠還具有一定的抗氧化性和耐臭氧性能，能夠在戶外環境下長時間使用而不受損。氯丁橡膠的阻尼特性相對較好，能夠吸收和分散機械振動和沖擊能量，減少振動傳遞。這使得它在減振和隔振應用中得到廣泛應用。氯丁橡膠還常被用作密封材料，因其在不同介質下的耐化學性能和封閉性能較好。在航空航天應用中，氯丁橡膠通常以橡膠制品的形式存在，如密封件、墊片、膠管等。它還可以與其他橡膠材料或塑料進行共混，以改善其物理性能和加工性能。

特種工程塑料

特種工程塑料是航空領域中一類重要的材料，它們被廣泛應用于飛機、直升機、航天器以及其他航空器件的制造和構件中。這些塑料材料具有許多獨特的性能和特點，使其成為航空工程中不可或缺的一部分。航空工程塑料具有優異的力學性能，能夠在航空器的振動和高負荷工況下保持結構的穩定性和安全性。同時，它們還具備輕質化的特點，相比于傳統的金屬材料，航空工程塑料可以有效減輕航空器的重量，提高其燃油效率和飛行性能。航空工程塑料還具有出色的耐腐蝕性和耐熱性，能夠在極端環境條件下長時間穩定運行。這對于航空器在高海拔、低溫、高溫和濕度等復雜氣候條件下的可靠性至關重要。此外，航空工程塑料還具備良好的電絕緣性能和耐化學性，能夠有效防止電磁干擾和化學腐蝕的影響。

聚酰胺

聚酰胺（PA）是一種具有多重酰胺鍵結構的聚合物，其中酰胺鍵由酰胺基團中的氮原子與相鄰的羰基碳原子形成的共價鍵。這種聚合物具有多種優良性質，如高強度、高耐熱性、良好的機械性能和化學穩定性。在航天產品中，短切纖維增強的聚酰胺復合材料被廣泛應用于制備各種次結構件。它被用于制造運載火箭液氫液氧箱體的外支架，起到承力和隔熱的作用。此外，采用這種材料制作計算機、電源框架、計算機印制板框架等產品，具有重量輕、承載力大和良好的減振性能，完全取代了鋁合金框架。還可以制造電器護盒、線圈骨架等配套產品。

聚醚醚酮

聚醚醚酮（PEEK）是一種高性能的熱塑性聚合物，由醚和酮功能團交替排列而成，具有優異的物理性能和化學穩定性。它具有多種出色的性能，如高溫穩定性、耐化學品腐蝕性、良好的機械強度和剛度、耐磨性、低摩擦系數以及良好的電絕緣性能。PEEK能夠在高溫環境下保持其物理性能，其玻璃化轉變溫度約為143°C，可長期使用在高達250°C的溫度范圍內。碳纖維/PEEK復合材料可應用于戰術導彈尾翼，并使用PEEK樹脂制造火箭的電池槽、螺栓、螺母以及火箭發動機的零部件等。

聚苯硫醚

聚苯硫醚（PPS）具有多項出色的性能。首先，它具有出色的耐高溫性能，能夠在高溫環境下保持其物理和機械性能。其熔點較高，可達到280°C以上，不易軟化或變形。其次，PPS具有優異的耐化學腐蝕性能，能夠抵抗多種有機和無機化學品的侵蝕，包括酸、堿和溶劑等。此外，PPS還表現出良好的機械強度和剛度，耐磨性好，且具有優異的電絕緣性能。在航天領域，PPS的應用也取得了顯著成果。通過采用纖維增強PPS材料，制作的艙門比金屬門減重約25%。PPS用于制備火箭慣導殼體，代替原鋁合金殼體，明顯減輕重量，提高減振性能，滿足使用要求。

聚酰亞胺

聚酰亞胺（PI）具有出色的性能。首先，它具有卓越的耐高溫性能，可在極端高溫環境下保持穩定，熔點超過300°C。其次，聚酰亞胺具有優異的耐化學腐蝕性能，能抵抗酸、堿和溶劑等多種化學品侵蝕。此外，它具有良好的機械強度、剛度和耐磨性，以及優秀的電絕緣性能。PI塑料可通過模壓或注塑工藝制備多種部件，如支架、絕緣套管、墊圈、螺母等。 聚酰亞胺 （PI）復合材料可制備耐磨件，如液壓活塞套和低溫密封環。填充聚酰亞胺材料可制作衛星耐磨碰撞墊塊。在深冷低溫條件下，PI具有接近鋁合金的線脹系數，可作為液氫溫度密封副材料，滿足高壓密封需求。填充材料廣泛用于制備動密封件和耐磨件，且PI具有自潤滑性。

聚四氟乙烯

聚四氟乙烯（PTFE）是一種高性能聚合物材料，由四氟乙烯單體聚合而成。它具有多種獨特特性。首先，PTFE具有卓越的耐高溫性能，熔點高達327°C，可長期在高溫環境下穩定運行。其次，PTFE具有優異的化學穩定性，可抵抗酸、堿、溶劑和腐蝕物質的侵蝕，耐腐蝕性強。此外，PTFE具有良好的電絕緣性能和低摩擦系數，是出色的絕緣和潤滑材料。PTFE在航天領域有廣泛應用，可制造透波頭罩、支架、絕緣套管、墊圈、襯墊、密封件等部件。PTFE具有低摩擦系數，在無油潤滑場合下廣泛應用，特別適用于低速、低壓的滑動條件。加入不同填充劑可以提高PTFE的耐磨性，用于固體潤滑材料和航天產品。PTFE耐腐蝕性和耐老化性優異，適用于特殊介質的密封。在深冷條件下仍保持彈性和韌性，因此廣泛應用于液氧等低溫密封需求。

聚甲基丙烯酰亞胺

聚甲醛亞胺（PMI），是一種輕質、高性能的泡沫材料。它由聚甲醛亞胺樹脂制成，具有許多獨特的特性。首先，PMI泡沫具有極低的密度，非常輕便。其次，它具有出色的機械強度和剛性，能夠在承受高載荷的情況下保持穩定。此外，PMI泡沫還具有優異的耐熱性能，能夠在高溫環境下保持穩定，通常可耐受高達200°C以上的溫度。PMI泡沫還具有良好的耐化學腐蝕性能，能夠抵抗多種化學品的侵蝕，包括酸、堿和溶劑等。它還表現出較低的吸濕性，使其在潮濕環境下也能保持穩定的性能。它可用于重復使用亞軌道飛行器的液氫液氧低溫絕熱泡沫等應用領域。

特種涂層材料

航空特種涂料在現代航空工業中扮演著至關重要的角色，它們被廣泛應用于飛機、直升機、航天器以及其他航空器件的保護、美觀和功能性涂裝。航空特種涂料具有出色的性能和特性，能夠應對航空環境中的極端條件和挑戰。航空器需要面對高空飛行、氣候變化、紫外線輻射、濕度和化學物質等多種不利因素，因此，航空特種涂料需要具備耐腐蝕、耐熱、防腐、防蝕、抗紫外線和耐化學品侵蝕等特性，以保護飛行器的外觀和結構免受損害。

環防涂層材料

航天防護涂層是為了保護航天產品和設備，在地面、海洋和空間環境下進行長時間的儲存而開發的。這些涂層包括三防涂層、四防涂層和抗核電磁脈沖多功能涂層。它們具有溶劑揮發性、常溫固化和施工簡便的特點。隨著航天器輕量化和復合材料的廣泛應用，靜電積累成為一個問題，因此航天產品需要防靜電涂層。此外，疏水涂層具有低表面能和粗糙結構的特點。通過添加疏水劑和制造微突結構，可以實現超疏水效果，使得接觸角可達139°。航天防護涂層在保護航天產品和設備的可靠性和壽命方面起著重要作用，解決了不同環境條件下的挑戰，確保其安全運行和長時間儲存。這些涂層的開發和應用為航天領域提供了關鍵的保護措施，保證了航天任務的成功執行。

隱身吸波防護涂料

耐高溫涂層材料

現有航天防熱涂層體系主要包括有機硅樹脂、環氧樹脂和酚醛樹脂等。其中，有機硅體系具有出色的耐燒蝕性能和隔熱性能，同時具備良好的彈性和長期穩定性。由于有機硅是非成碳材料，它易于與雷達、紅外等吸波隱身涂層相配合。然而，有機硅涂層的粘附性能較差，不適用于強熱流或強氣動沖刷環境。環氧樹脂雖然耐熱性較差，其涂層的隔熱效果不如有機硅，但具有優秀的結合力。制成的涂層具有較強的粘附力和緊密結合的特點，因此在防護強熱氣流沖刷方面表現出良好的性能。

熱控涂層材料

熱控涂層主要應用于空間飛行器和各種儀器設備的表面，通過調節涂層的太陽吸收率和熱輻射率，以控制表面溫度，確保航天器內部結構和儀器設備在適宜的溫度范圍內正常工作。這些涂層對于航天器的可靠性和壽命至關重要。隨著空間技術的發展，新型航天器趨向于結構復雜化、體積小型化、功能多樣化和電功率大型化等方向發展，傳統的具有單一太陽吸收比和發射率的熱控涂層已無法滿足需求。近年來，基于相變和電致變色原理的智能熱控涂層得到了研究和發展。通過調節材料厚度和摻雜酸種類等因素，可以有效提高發射率的范圍，該技術呈現出良好的應用前景。

特種膠黏劑及密封劑

航空特種膠粘劑在航空工程中扮演著關鍵的角色，它們是實現飛行器部件連接、防熱密封和結構粘接的重要材料。航空特種膠粘劑具有出色的耐高溫、耐腐蝕和耐燒蝕等特性，能夠在極端環境下提供可靠的粘接和密封效果。飛行器的部件連接處以及窗口等位置面臨著高溫、高壓和振動等復雜的工作條件，因此需要具備優異的粘接性能和耐久性。

熱防護層粘接膠黏劑

航天飛行器需要在高速飛行過程中抵御高溫，因此通常在其結構殼體表面涂覆防熱層。結構殼體與防熱層之間由于材料線膨脹系數的差異，需要使用膠黏劑進行連接。為此研制了適用于大部件套裝粘接的觸變性環氧樹脂膠黏劑、適用于一般零部件粘接的流動型膠以及適用于縫隙填充的環氧樹脂膠黏劑。這些膠黏劑可在室溫下固化，具有良好的三防性能，貯存壽命超過10年。同時，研制的橡膠改性環氧膠能夠在110℃下安全使用，并具有優異的耐老化性能。此外，研制的環氧聚酰胺型膠可在120℃下安全使用。

耐熱防護密封粘接劑

飛行器的部件連接處和窗口等需要解決局部防熱和密封粘接的問題。為此，研發了具有優異性能的酚醛樹脂膠粘劑。當用于粘接玻纖/酚醛復合材料時，該膠粘劑在300℃下的剪切強度可達≥20 MPa，并能在短期內耐受高達500℃的溫度。由于材料之間的線膨脹系數相差較大，通常采用耐燒蝕性能良好的硅橡膠膠黏密封劑。為提高粘接強度，硅橡膠膠黏劑通常與硅烷表面處理劑配合使用。在航天領域中，有機硅密封劑得到廣泛應用。許多航天產品需要具備長期耐受300℃的密封能力，短期耐受400℃以上甚至瞬間耐受1,000℃以上的密封能力。這些粘接和密封材料的研發和應用，為航天領域的技術進步提供了關鍵支持。

耐低溫膠黏劑

耐低溫膠粘劑是一種專門設計用于在極低溫環境下使用的膠粘劑。這些膠粘劑具有優異的低溫性能和耐寒特性，能夠在極端低溫條件下維持粘接強度和可靠性。耐低溫膠粘劑通常在-253℃（液氮溫度）或更低的溫度下仍能保持其性能。它們被廣泛應用于航天、航空、軍事以及極地科學等領域的設備和組件的粘接和密封。這些膠粘劑能夠抵御低溫引起的脆性和變形，確保粘接點的穩定性和耐久性。這些低溫膠粘劑在極端低溫環境下能夠保持良好的性能和粘接強度。

其他功能膠粘劑

導熱膠是一種具有良好導熱絕緣性能的膠粘劑，主要用于傳感器與測溫部件內壁之間的粘接。它能夠在-40℃至150℃的溫度范圍內使用，并保持導熱效果。導熱膠的使用有助于傳導熱量，提高傳感器的準確性和響應速度。導電膠粘劑是專為噪聲傳感器而設計的導電膠。它能在-40℃至150℃的溫度范圍內使用，并具有導電性能。這種膠粘劑能夠提供可靠的導電連接，有助于噪聲傳感器的準確測量。耐油密封粘接通常采用環氧-聚硫膠粘劑，它在油中使用時保持良好的粘接強度，不會因油的接觸而降低。這種膠粘劑能夠在不同油品環境下提供可靠的密封性能，確保航天產品的可靠性和耐久性。高溫耐油膠粘劑對多種材料具有良好的粘接強度。防水膠粘劑主要用于航天產品中需要防水的電器連接件、電纜端部和插頭、線路板以及其他電器組件的灌封，主要防止水分和其他環境因素對電子元件的損害。

航空增強織物

在航空工程中，材料的選擇至關重要，尤其是在航空增強織物的領域。航空增強織物是一種具有特殊結構和優異性能的復合材料，廣泛應用于飛機、航天器和其他航空器件中。這些織物以其輕質、高強度和優秀的機械性能在航空領域中扮演著重要角色。航空增強織物采用高性能纖維材料作為增強體，如碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維等，與樹脂基體相結合形成復合材料。這種復合材料不僅具有優異的強度和剛度，而且具有出色的耐熱性、抗腐蝕性和抗疲勞性能。它們能夠承受高溫、高壓、劇烈振動等極端環境條件，并保持結構的完整性和穩定性并廣泛應用于飛機機身、機翼、舵面、起落架等部件的制造，不僅能夠減輕飛機的重量，提高燃油效率，還能提升飛機的飛行性能。

滌綸織物

滌綸是我國聚酯纖維的商品名稱，也是合成纖維中的一種重要品種。滌綸具有許多優良的特性。它具有高強度、良好的彈性、耐熱性、絕緣性、耐磨性和耐腐蝕性。因此，滌綸常被用于增強航空領域中高分子材料制品的耐磨性能和力學強度。然而，滌綸也存在染色性和吸濕性較差的特點，但它具有良好的色牢度，不容易褪色。由于這些特性，滌綸織物在航空領域得到廣泛應用，特別是用于需要高強度和耐磨性的應用場景。

芳綸織物

芳綸纖維是一種芳香族聚酰胺纖維，其分子結構由芳香基團和酰胺基團組成，形成線性聚合物。這種纖維具有優異的力學性能和穩定的化學結構，擁有超高強度、高模量、耐高溫、耐酸堿、質量輕以及耐磨損等出色特性。作為一種高強度合成纖維，芳綸具有卓越的耐熱性、耐化學性和抗拉強度。芳綸纖維在航空領域中具有廣泛應用，主要用于增強高分子材料制品的耐高溫性能和力學強度。通過引入芳綸纖維，可以顯著提升高分子材料制品的性能，特別是耐高溫性能。其優異的力學性能和耐化學性使得芳綸織物成為一種理想的增強材料，可用于制造需要承受高溫環境和高強度要求的航空產品。

尼龍織物

尼龍是一種合成纖維，也被稱為聚酰胺纖維。它具有高強度、耐磨損和優異的彈性特性，因此在紡織品領域具有重要地位。尼龍的合成是合成纖維工業的重大突破，也是高分子化學發展的重要里程碑。尼龍纖維的最大優點是其結實耐磨、密度小、織物輕、彈性好以及耐疲勞破壞等特性。它具有較好的化學穩定性，對堿性物質具有較好的耐受性。然而，尼龍織物的耐日光性不佳，長時間暴露于陽光下會導致顏色變黃、強度下降。此外，尼龍纖維吸濕性較差，盡管相對于腈綸和滌綸有所改善。尼龍織物適主要用于航空高分子制品的內部力學增強。

碳纖維復合材料

碳纖維是一種由碳纖維束或紗線制成的高強度、輕質材料。碳纖維具有卓越的強度、剛度和耐腐蝕性，同時具有低熱膨脹系數和優異的導電性能。在航空航天領域，碳纖維復合材料常用于制造飛機結構件、導電材料和航空器燃料儲罐等。

總結