HM109改性聚硫密封劑工藝性能研究

1、HM109-1改性聚硫密封劑工藝性能研究王建陽凌云科技集團 檢驗計量處二八年十一月十二日HM109-1改性聚硫密封劑工藝性能研究王建陽（凌云科技集團 檢驗計量處 湖北當陽 444100）摘 要：在某型飛機修理過程中，我單位使用HM109-1雙組分改性聚硫密封劑（以下簡稱HM109-1）及其配套底涂NJD-3作為飛機結(jié)構(gòu)油箱密封用材料。但在實際生產(chǎn)過程中，尤其是冬季，當施工及密封劑硫化環(huán)境溫度低于標準要求時，會出現(xiàn)密封劑層開裂而致使飛機油箱滲漏的現(xiàn)象。本文就是針對此現(xiàn)象，從HM109-1本身的工藝性能入手，通過大量的試驗工作研究分析漏油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并根據(jù)試驗結(jié)果、材料標準、施工工藝及我單位實

2、際情況，提出了HM109-1施工改進方案。關(guān)鍵詞： 密封劑 HM109-1 工藝性能Abstract: Measure and physical-chemical centers used the general media crucibles as the containers in the medium-resistant test of vulcanized rubber for. In the actual test, there will be regular that the oil medium in the crucibles as long heated drying ove

3、n, a large number or even all of the volatile situation caused by the failure of the trial. This article is to address the issue from the medium-resistant rubber vulcanization test standards, technical requirements and non-metallic laboratory, and so on the actual situation, put forward both tightne

4、ss, thermal conductivity as well as the safety of the pressure sealed container design.Key words: Pressure sealed containers Vulcanized rubber Medium-resistant test1、 前言在某型飛機的修理過程中，我單位使用HM109-1改性聚硫密封劑及其配套底涂NJD-3作為飛機結(jié)構(gòu)油箱密封用材料。但在實際生產(chǎn)過程中，尤其是冬季，當施工及密封劑硫化環(huán)境溫度低于標準要求時，容易出現(xiàn)密封劑層開裂而致使飛機油箱滲漏的現(xiàn)象。根據(jù)“五因素”質(zhì)量控制方法總體

5、分析其原因如下：1）人。由于HM109-1施工工藝相對XM系列密封劑復雜，而且需要與底涂NJD-3配合使用，造成工作者沒有完全消化HM109-1施工工藝，此因素可以通過培訓和工藝規(guī)程的指導等措施解決。2）機。由于條件限制，總裝車間沒有配備專門用于密封劑混合用的三輥研磨機。由于標準要求密封劑總質(zhì)量超過400g即不能用手工混合，所以必須要少量多次地配置，同時冬季密封劑基膏粘度很大，手工攪拌起來非常困難，這就有可能造成工作者在混合密封劑時，出現(xiàn)混合不均勻，稀釋后密封劑溶解不充分等情況。3）料。所用HM109-1為621所生產(chǎn)，經(jīng)過計量理化中心入廠檢驗及超期復驗。在車間保管過程中，如開封后的密封劑長期

6、放置接觸到空氣及水份，會自然硫化而“結(jié)殼”而變質(zhì)。4）法?，F(xiàn)有HM109-1施工工藝規(guī)程在細節(jié)包括配比、施工方法上的規(guī)定有很多細節(jié)沒有說明和確定。這就造成了同樣一本工藝由不同的操作者施工，效果大不一樣。5）環(huán)。Q/6SZ1949-2003HM109-1系列改性聚硫密封劑使用工藝中明確規(guī)定，HM109-1密封劑配制、施工的環(huán)境條件應為1530，相對濕度為30%70%，并且此系列密封劑只有在不低于15的條件下才具有正常硫化能力。而我單位總裝車間不具備保證此要求的環(huán)境設(shè)備。造成了HM109-1系列改性聚硫密封劑的工藝性能、使用新能打了折扣。以上五個方面都可能導致HM109-1密封劑在施工及硫化后，使

7、用性能達不到飛機結(jié)構(gòu)變形所需要的強度，導致密封劑層開裂，密封失效。就我單位現(xiàn)有情況來講，人、機、料三個方面的因素均有有效、明確的措施加以改進并能很快生效。因此，本文主要以從法和環(huán)兩個方面為變量，通過標準條件試驗和模擬自然試驗的比較，研究和分析HM109-1密封劑在冬季低溫（015）狀況下各項強度性能，包括剝離強度、拉伸強度、耐油后的體積及重量變化率等，并提出在此種特殊狀況下，切合我單位實際情況的最優(yōu)施工方法，完善工藝文件。2、試驗概述2.1原理：在標準試驗條件下及模擬條件下測定根據(jù)不同配比，不同施工方法制備的密封劑試片的拉伸強度、伸長率、180°剝離強度、體積及重量變化率等性能數(shù)據(jù)，

8、并進行橫向及縱向比較，選擇出在模擬條件即自然條件下最優(yōu)的施工配比和施工方法。2.2 比較試驗的選擇1）根據(jù)現(xiàn)象選擇試驗項目。由于現(xiàn)象為密封劑開裂而造成燃油滲漏，所以試驗項目選擇為與強度及變形量有關(guān)的拉伸強度、伸長率、180°剝離強度、體積及重量變化率四個項目。2）根據(jù)試驗環(huán)境的不同，又將以上試驗項目分為標準條件試驗和模擬自然條件試驗。3）根據(jù)施工方法的不同，將180°剝離強度作底涂涂敷時間比較試驗。將拉伸強度、伸長率、體積及重量變化率試驗做刷涂法與刮涂法的比較試驗。4）根據(jù)HM109-1基膏及硫化劑混合比例的不同，將將拉伸強度、伸長率、體積及重量變化率試驗做100:14,1

9、00:12,100:10,100:8,100:6等5種比例的比較試驗。5）根據(jù)生產(chǎn)實際，將以上四個項目做耐油與不耐油性能比較。2.3 試驗環(huán)境的選擇為了最真實的模擬實際施工和硫化環(huán)境，模擬條件試驗密封劑試片耐介質(zhì)、耐環(huán)境的地點選擇在總裝車間某廠房某型飛機中外翼結(jié)構(gòu)油箱處，此飛機正在進行整體油箱的密封工作，保證了試驗與實際工作環(huán)境一致。試驗時間為2008年12月9日至2009年1月17日。在此期間將溫濕度計放置在模擬試驗處，每日早晚兩次記錄環(huán)境溫濕度。溫濕度記錄見附錄1。即模擬試驗試片制作環(huán)境溫度保持在610，耐介質(zhì)耐環(huán)境試驗保持在-113.5范圍內(nèi)，環(huán)境濕度范圍為5177%。標準試驗在計量理化

10、中心進行，通過空調(diào)機和除濕機的作用，保證環(huán)境符合標準條件要求，即溫度為23±2，濕度為50%±5%。2.4 測試用試驗材料為了保證標準條件下和模擬條件下試驗的可比性，本次試驗選擇車間生產(chǎn)正在使用的批次號為20080717密封劑作為試驗材料。為了保證充分模擬實際情況，本次試驗用的介質(zhì)用油為符合GB6537-2006的3號噴氣燃料。3、試片的制作過程及定性結(jié)果3.1 HM109-1拉伸及耐油試片的制備方法應按照HB5246室溫硫化密封劑標準試片制備方法制備密封劑標準試片，由于我單位沒有HB5246中要求的標準模板，所以借鑒其它橡膠液試片制備方法玻璃平板法。該方法即是在干凈平整的

11、玻璃平板上，用醫(yī)用膠布圍成130mm×110mm×2mm的凹槽，將混合稀釋好的密封劑倒入其中，隨后水平方向搖勻，借助密封劑的流淌性，使其成為一層2mm±0.1mm的膜層。再將玻璃平板放置于水平板臺上，使密封劑在試驗條件下硫化。刮涂型試片因為不加稀釋劑，粘度較大，直接使用“T”型剝離試驗用模板附加墊板制備，力求控制試片的厚度在2mm±0.1mm范圍內(nèi)。3.2 HM109-1拉伸及耐油試片的制作刷涂型試片：在HM109-1混合攪拌過程中加入乙酸乙酯作為稀釋劑稀釋的試片。本次試驗過程中，所有刷涂型試片乙酸乙酯的比例均為密封劑總質(zhì)量份的50%。刮涂型試片：在HM

12、109-1混合攪拌過程中不用稀釋劑稀釋的試片。根據(jù)HM109-1基膏及硫化劑混合比例的不同，在模擬自然條件下按100:14,100:12, 100:10，100:8,100:6等5種比例制備刷涂型及100:10刮涂型試片各兩組，放置于模擬自然溫度條件下硫化，硫化時間分別為7天和14天。同時，在標準條件下，制作100:10刮涂型及100:10刷涂型試片各一組，在標準試驗條件下硫化，并在密封劑到達不粘期后，放入干燥箱進行70×24h的加速硫化。3.3 HM109-1180°剝離強度試片的制作按照HB5249室溫硫化密封劑作180°剝離強度試驗方法，用基膏及硫化劑100

13、：10制作180°剝離強度試片6組，分別為A、B、C、D、E、F，每組3個并編號。其中為了加入底涂涂敷時間為變量，將A、B兩組在涂敷底涂6小時后刷涂HM109-1，C、D兩組在涂敷底涂3小時后刷涂HM109-1，E、F兩組在涂敷底涂40分鐘后刷涂HM109-1。A、C、E三組試片制作好后在自然條件下硫化14天，B、D、F三組試片制備好后再標準試驗條件下硫化，并在密封劑到達不粘期后，放入干燥箱進行70×24h的加速硫化。3.4 制片過程中發(fā)現(xiàn)的問題及定性結(jié)果1）完成了在模擬自然條件下，不同配比的HM109-1不粘期的測定結(jié)果如表1： 表 1質(zhì)量比100：14100：12100

14、：10100：8100： 6不粘期（h）16 17.520>24（48）>24（72）即在模擬試驗條件下隨著硫化劑質(zhì)量比的減少，密封劑達到不粘期的時間加長，反映出了隨著硫化劑質(zhì)量比的減少，密封劑的硫化速度變慢的規(guī)律。2）在刷涂型HM109的混合攪拌過程中，基膏和硫化劑調(diào)配完成加入稀釋劑乙酸乙酯稀釋時，每加入三分之一稀釋劑都要混合均勻方可再次加入，尤其是加入最后三分之一后。以刷涂后的密封劑表面是否有油花狀花紋作為判斷依據(jù)，沒有表示混合充分。3）在模擬自然條件下放置的5組不同比例的HM109試片在硫化的過程中，受低溫及大的溫度變化的影響，產(chǎn)生了熱脹冷縮帶來的內(nèi)應力。表現(xiàn)為HM109試片

15、硬度增加，彈性降低，并產(chǎn)生了試片中央部分隆起，邊緣向試片中央收縮的較大的塑性形變。變形最大的為100:14比例的試片，以水平面為基準，中央部分突起變形量約為1.7mm。相對的100：6試片的變形相對高硫化劑配比的試片變形小的多，基本可以忽略。4、各項比較試驗測試過程及定量結(jié)果4.1 拉伸性能試驗將按照預定方法和時間硫化好的拉伸性能試片裁切成啞鈴型試片并編號，進行拉伸強度和扯斷伸長率的測定。試驗分為耐油后與不耐油兩種進行，耐油條件為3號噴氣燃料×48小時。由于不具備標準模具，并且受模擬環(huán)境的影響，試片產(chǎn)生應力塑性變形，導致裁切后的啞鈴狀試片達不到標準厚度要求，會造成拉伸性能數(shù)據(jù)失真，其

16、整體趨勢是越厚的試片試驗結(jié)果相對真實值偏小，而越薄的試片試驗結(jié)果相對真實值偏大。但考慮到本次試驗為比對性試驗，可以通過對數(shù)據(jù)的比較判斷配方與施工方法的優(yōu)劣，對試驗數(shù)據(jù)的準確性要求不高，所以此影響因素可忽略不計。1） 標準條件拉伸（不耐油）試驗結(jié)果見表2。表2 標準拉伸不耐油試驗結(jié)果編號厚度(mm)寬度(mm)斷裂力(F)拉伸強度(Mp)扯斷伸長率(%)刷涂12.006.0041.253.44251刷涂22.385.9645.833.23243刷涂32.266.0643.253.16217刮涂73.306.0052.252.64220刮涂82.726.0043.832.69218刮涂92.845

17、.9843.482.56210標準條件拉伸耐油試驗結(jié)果間表3。表3 標準拉伸耐油試驗結(jié)果編號厚度(mm)寬度(mm)斷裂力(F)拉伸強度(MPa)扯斷伸長率(%)刷涂42.446.0050.753.47269刷涂52.546.0048.173.16224刷涂62.566.0050.503.29259刮涂102.555.9840.412.65182刮涂112.685.9642.002.63193刮涂122.806.0049.392.94201表中112為試片編號。伸性能試驗是以結(jié)果的中位數(shù)作為試驗結(jié)果。則根據(jù)表2、表3可得100:10刷涂型試片在標準條件下的拉伸強度耐油前為3.23MPa，扯斷伸

18、長率為243%，耐油后為3.29 MPa扯斷伸長率為259%；100:10刮涂型試片在標準條件下的拉伸強度耐油前為2.64MPa，扯斷伸長率為218%，耐油后為2.65 MPa扯斷伸長率為193。無論是刷涂型還是刮涂型試片，耐油前后數(shù)據(jù)對比基本一致，說明HM109-1密封劑有著很好的耐燃油性能。之所以刷涂型試片比刮涂型試片拉伸性能高，主要是因為制片過程中，刷涂型試片加入稀釋劑稀釋，密封劑混合均勻不容易產(chǎn)生氣泡和缺陷，而在同等條件下，不加稀釋劑的刷涂型試片產(chǎn)生氣泡和缺陷的就要高很多。2） 模擬條件拉伸（不耐油）試驗結(jié)果見表4。表4 模擬條件拉伸（不耐油）試驗結(jié)果編號厚度(mm)寬度(mm)斷裂力

19、(F)拉伸強度(MPa)扯斷伸長率(%)7d14A2.266.0028.672.112357d14B2.176.0021.501.651797d14C2.255.9626.551.981857d12A1.536.0021.252.311977d12B1.955.9824.412.101937d12C1.776.0025.812.432057d10A2.236.0029.572.212077d10B2.305.9635.092.562167d10C2.125.9833.722.662287d8A2.236.0042.763.202337d8B1.946.0036.903.172317d8C2.0

20、56.0040.343.282527d6A1.925.9846.194.022507d6B1.875.9640.503.632317d6C1.946.0044.363.812457d刮A3.435.9847.922.341637d刮B3.745.9660.932.731647d刮C3.655.9658.732.7016714d14A1.906.0023.122.0319214d14B2.205.9627.142.0720514d14C2.355.9830.212.1522814d12A2.156.0027.222.1121214d12B2.536.0031.882.1021114d12C2.446.0032.792.2421614d10A2.666.0035.912.2521914d10B2.445.9628.361.9521114d10C2.615