自然环境对浮空器蒙皮材料涂层剂性能的影响研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.019

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (9): 122-127.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.019

自然环境对浮空器蒙皮材料涂层剂性能的影响研究

刘平平(), 卢欢, 朱李芳, 丁永志()

中国特种飞行器研究所，湖北荆门 448035

收稿日期:2021-03-05 出版日期:2021-09-26 发布日期:2021-09-23
作者简介:刘平平（1988—），男，工程师，从事飞行器设计和工艺设计，642420379@qq.com
基金资助:
3500立方米民用载人飞艇研制（工信部民用飞机项目研制）

Study on the Effect of Natural Environment on Coating Agent Performance of Aerostat Skin Materials

LIU Pingping(), LU Huan, ZHU Lifang, DING Yongzhi()

AVIC Special Vehicle Research Institute，Hubei Jingmen 448035，China

Received:2021-03-05 Online:2021-09-26 Published:2021-09-23
Contact: DING Yongzhi E-mail:642420379@qq.com;13986519913@163.com

摘要/Abstract

摘要：

涂层剂是蒙皮材料的重要组成部分，直接影响蒙皮材料的力学性能。为揭示自然环境作用下蒙皮材料中涂层剂的性能变化规律，以暴露不同时长的URETEK?5972材料为研究对象，利用压差法气体渗透仪、红外光谱仪、力学试验机等进行测试，分析自然环境暴露时间（0~4年）对材料功能层性能的影响，找出涂层剂的变化规律。结果表明，随着自然环境暴露时间的增加，涂层剂中的游离态羰基比例下降，与功能层分子间作用力呈下降的趋势，导致各功能层之间连接牢度降低。

关键词: 涂层剂, 蒙皮材料, 自然环境, 功能层, 游离态羰基, 分子间作用力

Abstract:

Coating agent is an important part of skin material，which directly affects the mechanical properties of skin materials. In order to understand a change rule in the properties of coating agent in skin materials under the natural environment. Taking the URETEK?5972 material as research object，this material was exposed to the natural environment for 0 to 4 years. The characteristic functional groups and mechanical properties of the URETEK?5972 were characterized using Gas permeameter and infrared spectrometer and mechanical testing machine. The influence of exposure time under the natural environment on the performance of functional layer was analyzed， and the change rule of coating agent was explored. The results indicated that the proportion of free carbonyl group in the coating agent decreased with an increase in natural environment exposure time. The intermolecular force between the coating agent and functional layers decreased， leading to a reduction in the connection fastness between the functional layers.

Key words: coating agent, skin material, natural environment, functional layer, free carbonyl group, intermolecular force

中图分类号:

323.8

刘平平, 卢欢, 朱李芳, 丁永志. 自然环境对浮空器蒙皮材料涂层剂性能的影响研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(9): 122-127.

LIU Pingping, LU Huan, ZHU Lifang, DING Yongzhi. Study on the Effect of Natural Environment on Coating Agent Performance of Aerostat Skin Materials[J]. China Plastics, 2021, 35(9): 122-127.

图/表 9

图1 URETEK?5972材料的结构示意图

Fig.1 Structure diagram of URETEK?5972

年份	最高气温/℃	最低气温/℃	平均气温/℃	年光照时间/h	年降雨量/mm
2016	36.5	-4.4	17.0	1 638.1	1 397.7
2017	37.7	-1.6	17.1	1 754.6	1 103.3
2018	35.6	-6.8	17.0	1 744.2	1 027.9
2019	37.6	-4.1	17.1	1 748.3	770.9
2020	36.1	-4.4	16.8	1 617.8	1 277.1

表1 荆门地区的气候条件

Tab.1 Meteorological conditions in Jingmen area

图2 暴露时间对URETEK?5972材料透氦率的影响

Fig.2 Effect of exposure time on helium permeability of URETEK?5972

图3 暴露时间对URETEK?5972材料拉伸强度的影响

Fig.3 Effect of exposure time on tensile strength of URETEK?5972

图4 试样的破坏形式示意图

Fig.4 Schematic diagram of failure form of test pieces

图5 暴露时间对URETEK?5972经向撕裂强度的影响

Fig.5 Effect of exposure time on the longitudinal tear strength of URETEK?5972

图6 URETEK?5972材料涂层剂的FTIR谱图

Fig.6 FTIR of URETEK?5972 polyurethane coating

图7 羰基区红外拟合分峰曲线

Fig.7 Infrared fitting curves of carbonyl region

老化时间/年	峰位置/cm^-1			峰面积比例
老化时间/年	游离羰基	不完全氢键羰基	完全氢键羰基	游离羰基	不完全氢键羰基	完全氢键羰基	氢键化羰基
0	1 733	1 707	1 652	0.53	0.09	0.38	0.47
1	1 731	1 709	1 652	0.35	0.23	0.42	0.65
2	1 733	1 710	1 653	0.12	0.42	0.46	0.88
3	1 733	1 709	1 651	0.11	0.34	0.55	0.89
4	1 730	1 709	1 651	0.08	0.33	0.59	0.92

表2 羰基区分峰面积比例

Tab.2 Peak area ratio of carbonyl group

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