本文围绕适用于航空航天领域的氟硅橡胶和氟醚橡胶制件在极端环境下的工作特性及其原理进行了较为系统的实验研究和分析,进而针对这些特种橡胶材料实际应用性能的优化作了初步探讨。文中首先以国内外不同的氟硅橡胶、高温型氟醚橡胶、通用型氟醚橡胶为例,参照航空航天器所处的极端工作环境,通过实验研究分别考察对比了这些材料的力学性能、耐高低温和耐燃料油等一系列必需具有的基本性能。结果表明,国产氟硅橡胶与道康宁LS4氟硅橡胶的力学性能相近,均可达到有关器件的使用要求;而道康宁氟硅橡胶的耐油性要优于国产氟硅橡胶,但两者对高温4109润滑油的抗耐性稍差。两者的耐高温性能非常优异,但道康宁氟硅橡胶的耐寒性明显优于国产氟硅橡胶,其脆性温度要比国产氟硅橡胶低10℃左右。国产橡胶随硫化胶硬度增加,压缩变形值升高。动态热机械分析(DMTS)测试发现国内外两种氟硅橡胶的玻璃化转变温度(Tg)相差不大,约为-50℃。两种氟醚橡的力学性能良好。高温型氟醚在275℃ ×72h热空气老化后仍保持优异的力学性能,但通用型的耐高温性略差。两种氟醚橡胶耐油性相当且都非常优异在常温空气环境和油环境下,氟醚橡胶的压缩变形值较小,压变性能优异。但在高温长时间实验后,其压缩变形值将明显上升但仍小于通用密封材料的值。其次考察了氟硅橡胶、氟醚橡胶在200℃热空气环境中长期老化后性能与结构的变化。结果表明,氟硅、氟醚橡胶在老化22d后仍保持很好的力学性能。随老化时间的延长,氟硅橡胶在玻璃化温度以上时的tan δ呈下降趋势,Tg呈升高趋势,但变化不大;氟醚橡胶的Tg基本不变,而tan δ呈上升趋势。氟硅橡胶和氟醚橡胶的储能模量(E’)和损耗模量(E")几乎不随老化时间的增加而变化,同时在整个高弹态温度范围内数值基本恒定,保证了橡胶在高温条件下的快速回弹性即使用安全性。此外,对氮化铝、碳纳米管(CNTs)、石墨三种高导热率填料对氟硅橡胶性能的影响也做了初步研究。结果表明,随着氮化铝(10～60phr)和CNTs(2～6phr)用量的增加,橡胶的导热率逐渐增大,且有助于改善氟硅橡胶的耐热性和耐油性;AlN和CNTs在用量分别为60phr和6phr时,氟硅橡胶的导热率分别提高了 87%和34%,达到了0.463 w/m · k和0.33 w/m · k。随着石墨用量的增加,氟硅橡胶的导热系数增大,但在高填充量时氟硅橡胶的力学性能大幅降低。