Thermal resistance silicone rubber composites under high temperature conditions

초록

로켓이 발사 되어 비행할 때 로켓의 모터케이스 내부는 약 3000~5000℃의 매우 높은 고온에 노출된다. 이러한 고온의 연소 가스로부터 로켓 모터케이스를 보호하기 위해서 내열성과 삭마성능이 우수한 내열재를 사용하는 것이 필요하다. 실리콘 고무는 내열성이 비교적 우수하므로 로켓 모터케이스의 보호를 위한 내열재로서 적절하게 사용될 수 있다. 본 연구에서는 고온에서 내열성이 우수한 실리콘 고무 복합체를 제조하고자 하였다. 고온경화형 실리콘 고무(HTV)인 비닐계 polydimethylsiloxane에 clay, carbon fiber(CF), silicon carbide, powder(SCP), glass bead(GB) 등을 첨가해 다양한 종류의 복합체를 제조하였다. Clay로는 sodium montmorillonite와 실란 유기물로 표면 개질한 clay를 사용하였고 CF는열처리를 하여 표면 sizing제를 제거한 것과 실란 유기물로 표면 개질한 CF를 사용하여 복합체에 사용하였다. 아울러 SCP와 GB를 추가로 첨가하여 제조된 복합체의 고온에서의 상태변화를 알아보기 위하여 oxy-acetylene torch를 이용하여 내열성과 삭마 특성을 평가하였다. 유기 실란이 도입된 CF는 HTV와 compounding할 때 실란의 관능기가 실리콘 고무의 가교반응에 참여하였으며 이를 SEM을 통하여 확인하였다. 표면 개질된 CF의 첨가는 실리콘고무의 열적 물적 향상에 기여 하였으며, clay와 CF뿐만 아니라 SCP를 추가로 첨가할 경우 삭마 성능이 더욱 향상 되었다. 본 연구는 방위사업청과 국밖과학연구소 지원에 의한 연구결과입니다.