飞机橡胶密封材料的发展及应用探究

飞机橡胶密封材料的发展及应用探究◎张金龙
橡胶是飞机制造中可应用于各个部位的重要密封材料，除了具备密封作用以外，还可起到良好的隔热、防火以及支撑减震作用，可为飞机功能的有效发挥起到良好的保障。

一、飞机橡胶密封材料的分类
基于密封方式的不同，可将之分成两种，一是压缩式橡胶密封材料，可独立于飞机的其他机构是此种材料的显著特点，但易于老化导致其难以广泛应用。

二是充气式橡胶密封材料，持续填充气体可保持良好的密封性，但对整体构造的气密性要求较高是其应用弊端所在。

根据所应用橡胶种类的不同还可将之划分为两个类别，一为纯胶型，二为复合型，其中，复合型橡胶密封材料的应用率相对较高。

此外，还可根据橡胶材料生产过程中的硫化温度的差异而将之分成高温橡胶密封材料与低温橡胶密封材料两种，并且由于所含有的化学物质不一，还可将之细化为更多类型。

二、飞机橡胶密封材料的发展历程分析
1.国外发展。

近年来，橡胶密封材料在国外得到了高速的发展，二战之后，氯丁橡胶以及丁钠橡胶等合成类橡胶的应用率大增，自上世纪七十年代开始，氟橡胶及有机硅等特殊种类橡胶的诞生使第三代飞机的应用需求得到满足，聚硫密封剂的研发推动了整体油箱的应用。

此后氟醚、氟硅橡胶、聚硫代醚密封剂等的诞生使新一代飞机性能得到了显著提升，增强了飞机的减振与防火性能，使之导电性更佳，飞机可靠性得以进一步增强。

2.国内发展。

国内飞机橡胶密封材料的发展可划分三个阶段，一是上世纪五十至六十年代，多牌号橡胶与聚硫密封剂被开发与应用于歼六与歼七等机型当中，使飞机橡胶密封材料及密封剂的应用基础更为稳固。

二是上世纪七十至九十年代，此阶段主要是研发可用于斯贝发动机以及超黄蜂等机种的橡胶与密封剂。

三是上世纪九十年代至今，在国内自主研发的航空器基础上
进行与之相匹配的特种橡胶及密封剂的
研究与开发。

三、飞机橡胶密封材料的具体应用
1.含氟橡胶材料的应用。

（1）氟（醚）橡胶材料。

由于氟（醚）橡胶材料的耐热性良好、
耐化学介质能力极佳，并且介质透过率相
对较低，经济性良好，因而可将之作为耐
介质系统中的密封材料进行应用。

氟（醚）
橡胶的耐油与耐温性能十分优越，对飞机
系统中涉及的各类介质的抵抗性能都较
为理想，并且较之其他橡胶材料，其耐燃
油渗透性最佳。

除此之外还具有良好的低
温抵抗能力，可应用于航空液压系统当
中。

同时，还具备抗臭氧及抗大气老化等
诸多抵御能力，性能远远优于其他橡胶材
料。

与氟橡胶相比，氟（醚）橡胶的性能更
佳，可适应-30℃～300℃的应用环境，也
可在-55℃～250℃温度环境下应用，可广
泛应用于火箭的伺服机构、航空发动机高
温区域的润滑油、燃油密封和歼击机液压
助力器的活动密封；氟（醚）橡胶与各种织
物复合的薄膜适用于空气、合成润滑油、
航空燃料、汽油等系统。

（2）氟硅橡胶材料。

氟硅橡胶兼具硅橡胶的耐高低温性
能和氟橡胶的耐介质性能，可广泛用于制
造飞机发动机高温影响区域的空气、电
气、燃油、液压系统的固定和限动密封件
及电绝缘零件，可利用氟硅橡胶制作主液
压油泵密封制件以及机翼燃油泵密封圈。

2.空气系统用橡胶材料的应用。

适用于空气系统使用的橡胶材料中
常用的有两种，一是乙丙橡胶，常用于制
作空气系统或磷酸酯液压油系统的活动
件，也是固定密封件的制作材料，在大型
客机中应用率较高，并且抗酸碱能力较
强，且具有良好的氧化性能及抗高温与耐
低温能力。

可适于长期在-60℃～150℃范
围温度内应用，也可在175℃温度条件下
短期应用。

二是硅橡胶制品，可用于制作
橡胶垫、橡胶管、薄膜、电磁密封件等。

3.功能橡胶制件的应用。

近年来，大量具有特殊功能的橡胶制
件被应用于飞机上，如航空用橡胶减振器
主要用于电气系统、仪器仪表，以及发动
机的减振，可有效降低振动对设备仪器的
损害，延长其使用寿命。

橡胶密封型材主
要用于窗、舱门密封，橡胶材料可以使用
乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶等。

橡胶衬垫
卡箍主要用于飞机机橡胶衬垫卡箍体及
发动机的电线、管路的固定和减振，目前
已实现了产品的标准化和系列化，可达到
不同工作环境下的使用要求。

4.密封剂的应用。

现阶段，国内聚硫类密封剂的应用率
相对较高，除了适用温度为-55℃～120℃
的普通聚硫密封剂之外，还有可耐150℃
高温的改性聚硫密封剂以及最高可承受
180℃高温的聚硫代醚密封剂。

此类密封剂
逐步呈现出多个方向的发展趋势，既有低
密度密封剂，也有导电性能良好或可于低
温中快速硫化的聚硫类密封剂。

在空气、
油料等多种介质中，可使用氟硅密封剂或
氟硅苯撑密封剂，配合粘接底涂，对铝合
金、不锈钢等金属基材具有良好的粘接能
力，使用温度为-55℃～230℃，短期使用
温度可达250℃；而氟硅苯撑密封剂的使
用温度为-55℃～250℃，短期使用温度则
可达到275℃。

有机硅密封剂主要用于空
气系统中的密封，目前系列化产品较多。

近年来，我国开发了具有防火、隔热、吸
波、减振等特殊功能的有机硅密封剂产
品，并达到了国内领先、国际先进技术水
平。

结语：适用于飞机使用的橡胶密封材
料种类众多，结合国内外发展情况来看，
橡胶密封材料已发展成为航空航天领域
不可或缺的重要材料之一，目前氟（醚）橡
胶材料与氟硅橡胶材料均得到了广泛的
应用，乙丙橡胶、硅橡胶也在空气系统当
中得到了良好应用，除此之外，功能橡胶
制件与密封剂均不断应用与发展，产品呈
现出了系列化发展，并已逐步在国际范围
内占据领先地位。

（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司
）··。