航空航天领域对材料性能有着极为严苛的要求，硅橡胶作为一种关键材料，在该领域面临着众多极端环境的挑战。从高空的超低温、强辐射，到航天器重返大气层时的超高温，硅橡胶的性能直接关系到航空航天任务的成败。深入研究其在极端环境下的适应性，并制定针对性的优化策略，是推动航空航天技术发展的重要环节。

在高空环境中，低温是硅橡胶面临的首要挑战之一。平流层的温度可低至 - 50℃甚至更低，在这样的低温下，普通硅橡胶的分子链活动性大幅降低，材料变硬变脆，弹性和柔韧性急剧下降。例如，飞机的燃油输送管道密封件若采用常规硅橡胶，在低温环境下可能出现密封失效，导致燃油泄漏，严重威胁飞行安全。为提升硅橡胶在低温下的性能，科研人员通过化学改性，在硅橡胶分子链中引入特殊的柔性基团，如聚醚链段。这些柔性基团能够增加分子链的活动空间，降低材料的玻璃化转变温度，使硅橡胶在低温下仍能保持一定的弹性和柔韧性。实验表明，经过此类改性的硅橡胶，在 - 60℃的低温环境下，其拉伸强度和断裂伸长率仍能维持在较高水平，有效保障了密封性能。
与此同时，高空环境中的强辐射也是影响硅橡胶性能的重要因素。宇宙射线中的高能粒子，如质子、电子和重离子等，会与硅橡胶分子发生相互作用，导致分子链断裂、交联或形成自由基。这些变化会使硅橡胶的物理性能恶化，如硬度增加、弹性降低、绝缘性能下降等。对于卫星等航天器的外部结构件和密封材料而言，强辐射的长期作用可能导致材料过早失效。为解决这一问题，研究人员采用添加抗辐射填料的方法。例如，将纳米二氧化钛、氧化锌等具有抗辐射性能的填料均匀分散在硅橡胶基体中，这些填料能够吸收或散射高能粒子，减少其对硅橡胶分子链的破坏。研究发现，添加适量纳米二氧化钛的硅橡胶，在模拟强辐射环境下，其性能衰退速度明显减缓，使用寿命显著延长。
当航天器重返大气层时，硅橡胶又要经受超高温的考验。航天器表面温度可瞬间飙升至数千摄氏度，在如此极端的高温下，硅橡胶必须具备良好的热稳定性和隔热性能，以保护内部的精密仪器和结构部件。传统硅橡胶在高温下容易发生分解和燃烧，无法满足这一要求。为此，科研人员开发了耐高温硅橡胶材料，通过在分子结构中引入大量的芳基、杂环等耐高温基团，提高硅橡胶的热分解温度。同时，采用特殊的填充技术，将具有高隔热性能的陶瓷纤维、蛭石等填充到硅橡胶中，形成复合隔热材料。这种耐高温复合硅橡胶在高温下能够形成稳定的隔热炭层，有效阻挡热量向内部传递。实验显示，此类材料在 1500℃的高温火焰冲击下，背面温度上升缓慢，能够为内部结构提供可靠的热防护。
此外，在航空航天应用中，硅橡胶还需具备良好的耐空间环境老化性能。长期处于高真空、微重力以及复杂的空间等离子体环境中，硅橡胶会逐渐发生老化，性能下降。为提高其耐老化性能，除了优化分子结构和添加防护性填料外，还可对硅橡胶表面进行特殊处理。例如，采用等离子体处理技术，在硅橡胶表面引入一层具有抗氧化、抗腐蚀性能的薄膜，增强其抵御空间环境侵蚀的能力。通过这些综合优化策略，硅橡胶在航空航天极端环境下的适应性得到显著提升，为航空航天事业的发展提供了有力的材料支撑 。


缩合型模具硅胶