Studie zu Eigenschaften, Mechanismus und Anwendung von Low Smoke Zero Halogen (LSZH)-Materialien für Luft- und Raumfahrtprodukte

Studie zu Eigenschaften, Mechanismus und Anwendung von

Low Smoke Zero Halogen (LSZH)-Materialien für Luft- und Raumfahrtprodukte

I. Einführung

1.1 Forschungshintergrund

Mit der rasanten Entwicklung der Luft- und Raumfahrttechnik steigen die Anforderungen an Materialsicherheit, Umweltfreundlichkeit und Zuverlässigkeit in der bemannten Raumfahrt, der Erforschung des Weltraums und im Weltraum

Der Bahnhofsbau nimmt ständig zu. Herkömmliche halogenhaltige flammhemmende Materialien können aufgrund ihrer schlechten Umweltverträglichkeit und hochgiftigen Verbrennungsprodukte den strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrtbranche nicht mehr gerecht werden.

Als zeitgemäße Lösung haben sich Low Smoke Zero Halogen (LSZH)-Materialien herausgestellt. Zu ihren Hauptvorteilen gehören: keine Freisetzung von Halogengas bei der Verbrennung, extrem geringe Rauchentwicklung, geringe Toxizität, schwache Korrosivität bei gleichzeitig ausgezeichneter Flammhemmung, mechanischer Festigkeit und Umweltstabilität. Diese Eigenschaften passen perfekt zu den Sicherheitsanforderungen von Luft- und Raumfahrtprodukten und machen LSZH-Materialien zu einem Forschungsschwerpunkt und einer wichtigen Entwicklungsrichtung im Bereich moderner Luft- und Raumfahrtmaterialien.

1.2 Aktueller Forschungsstand im In- und Ausland

Inländischer Forschungsstatus

1.3 Forschungsbedeutung

• Verbesserung der Produktsicherheit in der Luft- und Raumfahrt: LSZH-Materialien erzeugen bei der Verbrennung keine giftigen Halogengase und wenig Rauch, wodurch eine Vergiftung und Erstickung des Personals sowie Korrosionsschäden an der Ausrüstung bei Bränden wirksam vermieden werden, wodurch die Risiken von Weltraummissionen verringert werden;
• Erfüllung der Serviceanforderungen unter extremen Umgebungsbedingungen: Hervorragende Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit passen sich den komplexen Betriebsumgebungen innerhalb und außerhalb von Raumfahrzeugkabinen an und gewährleisten einen langfristig stabilen Materialeinsatz;
• Förderung der inländischen Substitution von Luft- und Raumfahrtmaterialien: Durchbrechen ausländischer Technologiemonopole, Erlangung einer unabhängigen Kontrolle über leistungsstarke LSZH-Materialien, Senkung der Herstellungskosten für Luft- und Raumfahrtausrüstung und Verbesserung der zentralen Wettbewerbsfähigkeit der chinesischen Luft- und Raumfahrtindustrie;
• Umsetzung umweltfreundlicher Luft- und Raumfahrtkonzepte: Halogenfreie, toxizitätsarme und umweltfreundliche Eigenschaften stehen im Einklang mit den Anforderungen einer umweltfreundlichen Fertigung und nachhaltigen Entwicklung im Luft- und Raumfahrtbereich und fördern eine qualitativ hochwertige Entwicklung der Luft- und Raumfahrtindustrie.

1.4 Forschungsinhalte

• Definition, Klassifizierung und Kerneigenschaften von LSZH-Materialien;
• Flammschutz- und Rauchunterdrückungsmechanismen von LSZH-Materialien (kondensierte Phase, Gasphase, synergistische Flammhemmung);
• Kernstandards und wichtige Leistungsindikatoranforderungen für LSZH-Materialien im Luft- und Raumfahrtbereich;
• Typische Anwendungsszenarien und technische Anforderungen von LSZH-Materialien in Luft- und Raumfahrtprodukten;
• Engpassprobleme und Optimierungsrichtungen von LSZH-Materialien für die Luft- und Raumfahrt;
• Zukünftige F&E-Trends für Hochleistungs-LSZH-Materialien für die Luft- und Raumfahrt.

II. Definition, Klassifizierung und Kerneigenschaften von LSZH-Materialien

2.1 Definition

• Halogenfrei: Der Gesamthalogengehalt im Material beträgt ≤0,5 % (Massenanteil), wobei bei der Verbrennung keine Halogenwasserstoffgase wie HCl und HBr freigesetzt werden, wodurch Korrosion und Vergiftung von Personal und Ausrüstung vermieden werden;
• Geringer Rauch: Die Rauchdichte während der Materialverbrennung ist extrem niedrig, mit einer Lichtdurchlässigkeit von ≥60 % (IEC 61034-2-Standard), was die Sichtbehinderung durch Rauch verringert und die Effizienz der Notfallreaktion verbessert.

2.2 Klassifizierung

• Matrixharz: Polyethylen (PE), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Polypropylen (PP) und deren Mischungen;
• Flammschutzsystem: Hauptsächlich anorganische Flammschutzmittel wie Aluminiumhydroxid (ATH) und Magnesiumhydroxid (MH), gemischt mit rotem Phosphor und Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmitteln;
• Kerneigenschaften: Geringe Dichte, gute Verarbeitbarkeit, hohe Flexibilität, niedrige Kosten, ausgezeichnete Wetterbeständigkeit; Langzeittemperaturbeständigkeit -60°C~125°C, geeignet für die Isolierung und Ummantelung von Luft- und Raumfahrtkabeln, leichte Strukturbauteile;
• Typische Produkte: Vernetzte Polyolefin-LSZH-Kabelverbindungen für die Luft- und Raumfahrt, EVA-basierte LSZH-Dichtungen.

LSZH-Materialien auf Polyurethanbasis

• Matrixharz: Thermoplastisches Polyurethan (TPU), gießbares Polyurethan (CPU);
• Flammschutzsystem: Reaktive Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel, intumeszierende Flammschutzmittel (IFR);
• Kerneigenschaften: Hohe Elastizität, hohe Verschleißfestigkeit, ausgezeichnete Kältezähigkeit, Öl- und Korrosionsbeständigkeit; Langzeittemperaturbeständigkeit -40°C~100°C, geeignet für Innenpolsterungskomponenten, Dichtungen, flexible Rohrleitungen und Kabelummantelungen in der Luft- und Raumfahrt;
• Typische Produkte: Polyurethan für Luft- und Raumfahrtsitze, LSZH-Polyurethan-Dichtstoff.

Polyimidbasierte LSZH-Materialien

• Matrixharz: Polyimid (PI), Polyetherimid (PEI);
• Flammhemmendes System: Inhärente Flammhemmung (die Molekülkette enthält eine starre Imidstruktur), keine zusätzlichen Flammschutzmittel erforderlich;
• Kerneigenschaften: Ultrahohe Temperaturbeständigkeit (langfristig 260 °C, kurzfristig 500 °C), ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Strahlungsbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, geringe Rauchentwicklung und Halogenfreiheit; geeignet für Strukturkomponenten in Hochtemperaturzonen, die Kapselung elektronischer Komponenten und die Hochtemperatur-Kabelisolierung von Raumfahrzeugen;
• Typische Produkte: Hochtemperatur-PI-Strukturfolien für die Luft- und Raumfahrt, LSZH-Polyimidfolien.

Epoxidbasierte LSZH-Materialien

• Matrixharz: Bisphenol-A-Epoxidharz, phenolisches Epoxidharz;
• Flammschutzsystem: Phosphor-Flammschutzmittel, Stickstoff-Flammschutzmittel, anorganische Nanofüllstoffmischung;
• Kerneigenschaften: Hohe Klebefestigkeit, geringer Härtungsschrumpf, chemische Korrosionsbeständigkeit, ausgezeichnete flammhemmende Eigenschaften; Langzeittemperaturbeständigkeit -50 °C bis 180 °C, geeignet für die Kapselung elektronischer Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, Verbundmatrix und Strukturkomponentenverklebung;
• Typische Produkte: Elektronische Verkapselung für die Luft- und Raumfahrt, LSZH-Epoxidharz, Kohlefaser/Epoxidharz-LSZH-Verbundwerkstoffe.

2.3 Kernmerkmale

Flammhemmende Leistung

Die flammhemmende Leistung ist der zentrale Indikator für LSZH-Materialien für die Luft- und Raumfahrt. Sie erfordert die Einhaltung der UL94 V-0- Einstufung, der vertikalen Verbrennung nach FAR 25.853 und der Anforderungen der Flammschutzklasse A nach GJB 1709 , was bedeutet, dass Materialien sofort nach dem Entfernen der Flamme erlöschen, ohne anhaltende Verbrennung oder tropfende Entzündungserscheinungen. Begrenzender Sauerstoffindex (LOI) ≥30 %, wobei einige Materialien für Hochtemperaturszenarien einen LOI ≥35 % erfordern, was eine schwierige Verbrennung in geschlossenen Räumen gewährleistet und die Flammenausbreitung verhindert.

Leistung mit geringer Rauchentwicklung und geringer Toxizität

• Geringer Rauch: Verbrennungsrauchdichte (Lichtdurchlässigkeit) ≥60 % (IEC 61034-2), Rauchdichtebewertung (SDR) ≤50, wodurch Rauchbehinderung und Toxizitätsgefahren reduziert werden;
• Geringe Toxizität: Die Toxizitätsbewertung der Verbrennungsgase erreicht TB-Niveau (geringe Toxizität), ohne dass hochgiftige Gase wie Halogenwasserstoffe und Cyanwasserstoff freigesetzt werden, wodurch die Sicherheitsanforderungen für Astronauten in Raumfahrzeugkabinen erfüllt werden.

Mechanische Eigenschaften

Umweltanpassungsfähigkeit

• Hoch-Tief-Temperaturbeständigkeit: Langzeitstabilität bei -65 °C bis 125 °C, mit Hochtemperaturzonenmaterialien, die bis 260 °C beständig sind, keine spröden Risse bei niedrigen Temperaturen und keine Erweichung oder Verformung bei hohen Temperaturen;
• Strahlungsbeständigkeit: Widersteht hochenergetischer Teilchenstrahlung (γ-Strahlen, Elektronenstrahlen), mit einer Beibehaltungsrate der mechanischen Leistung von ≥80 % nach der Strahlung, keine Verschlechterung, Verfärbung oder Versprödung;
• Alterungsbeständigkeit: Leistungsabfall ≤20 % nach thermisch-oxidativer Alterung und UV-Alterung, wodurch Stabilität und Zuverlässigkeit über einen langen Zeitraum im Orbit (15–20 Jahre) gewährleistet werden;
• Geringe Flüchtigkeit: Massenverlustrate (TML) ≤1 % in Hochvakuumumgebungen, gesammeltes flüchtiges kondensierbares Material (CVCM) ≤0,1 %, wodurch eine flüchtige Kontamination von Präzisionsinstrumenten vermieden wird.

Verarbeitung und Kompatibilität

III. Kernstandards und Leistungsanforderungen für LSZH-Materialien im Luft- und Raumfahrtbereich

3.1 Kernstandardsystem

• GJB 773A-2000 „Allgemeine Spezifikation für Luft- und Raumfahrtkabel“: Spezifiziert die Anforderungen an Flammhemmung, geringe Rauchentwicklung, Halogenfreiheit, Hoch-Tieftemperatur-Beständigkeit und Strahlungsbeständigkeit für LSZH-Isolierungs-/Ummantelungsmaterialien, die in Luft- und Raumfahrtkabeln verwendet werden;
• GJB 1709-1993 „Allgemeine Spezifikation für flammhemmende Materialien für militärische elektronische Geräte“: Klärt die Flammschutzklasse (Klasse A), die Rauchdichte, die Toxizitätsbewertung und die mechanischen Leistungsindikatoren für LSZH-Materialien, die in elektronischen Geräten für die Luft- und Raumfahrt verwendet werden;
• GJB 2485-1995 „Spacecraft Material Vacuum Outgassing Test Method“: Standardisiert die flüchtigen Testmethoden für LSZH-Materialien unter Hochvakuum und erfordert TML ≤ 1 % und CVCM ≤ 0,1 %;
• HB 5470-1991 „Test Methods for Combustion Performance of Aviation Non-Metallic Materials“: Spezifiziert die vertikalen und horizontalen Brenntestmethoden für LSZH-Materialien für den Innenraum der Luft- und Raumfahrt.

Internationale Standards

• SAE AS 22759 „Standard für isolierte Drähte in der Luft- und Raumfahrt“: Der zentrale amerikanische Standard für Luft- und Raumfahrtkabel, der verlangt, dass LSZH-Materialien die Temperaturbeständigkeit von -65 °C bis 200 °C, die Flammwidrigkeit nach UL94 V-0 und die Anforderungen an Halogenfreiheit und geringe Rauchentwicklung erfüllen;
• FAR 25.853 „Verbrennungsleistung von Flugzeuginnenmaterialien“: Ein international verbindlicher Standard für die Zivilluftfahrt, der vorschreibt, dass Innenmaterialien in der Luft- und Raumfahrt bei vertikalen Brenntests innerhalb von 12 Sekunden selbstverlöschend sind, ohne anhaltende Verbrennung oder Tropfen;
• IEC 60332-3 „Cable Bunch Combustion Test“: Internationaler Standard zur Flammhemmung von Kabeln, der von Luft- und Raumfahrt-LSZH-Kabeln verlangt, den Bündelverbrennungstest der Klasse A zu bestehen;
• IEC 61034-2 „Rauchdichtetest bei Kabelverbrennung“: Gibt die Testmethode an, die eine Rauchlichtdurchlässigkeit des LSZH-Materials von ≥60 % erfordert.

3.2 Anforderungen an die wichtigsten Leistungsindikatoren

Durch die Kombination von Luft- und Raumfahrtstandards und Serviceanforderungen sind die wichtigsten Leistungsindikatoren von LSZH-Materialien in Tabelle 1 aufgeführt :

3.3 Differenzierte Anforderungen an Luft- und Raumfahrtszenarien

• Kernanforderungen: Priorität niedrige Toxizität, zweitrangige Flammhemmung, extrem geringe Rauchentwicklung; Verbrennungsgase enthalten keine Blausäure oder Halogenwasserstoffe, Lichtdurchlässigkeit ≥70 % und erfüllen die Lebenssicherheitsanforderungen für Astronauten;
• Anwendbare Materialien: LSZH-Innenräume auf Polyurethanbasis, LSZH-Kabel auf Polyolefinbasis, Epoxidverkapselungsmaterialien mit geringer Toxizität.

Unbemannte Raumfahrzeuge (Satelliten, Sonden)

• Kernanforderungen: Flammschutzpriorität, geringe Rauchanpassung, hohe Stabilität; Schwerpunkt auf der Unterdrückung von durch Brände verursachten Geräteschäden mit höheren Anforderungen an Strahlungsbeständigkeit und Vakuumbeständigkeit, TML ≤0,5 %;
• Anwendbare Materialien: LSZH-Strukturkomponenten auf Polyimidbasis, LSZH-Verkapselungsmaterialien auf Epoxidbasis, vernetzte Polyolefinkabel.

Trägerraketen

• Kernanforderungen: Hohe Temperaturbeständigkeit, Flammschutz, geringe Rauchentwicklung, geringes Gewicht; Strukturbauteile beständig gegen -65°C~180°C, Kabel müssen Startvibrationen und hohen Temperaturen standhalten, Dichte ≤1,5 ​​g/cm³;
• Anwendbare Materialien: Kohlefaser/Epoxid-LSZH-Verbundwerkstoffe, EVA-basierte LSZH-Kabelummantelung, hochtemperaturbeständige Polyimidfolien.

IV. Typische Anwendungen von LSZH-Materialien in Luft- und Raumfahrtprodukten

4.1 Isolierung und Ummantelung von Luft- und Raumfahrtkabeln

• Isolierschicht: Hoch-Tieftemperaturbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, hohe Isolierung, geringe Rauchentwicklung und Halogenfreiheit, flammhemmend; Langzeittemperaturbeständigkeit -65°C~125°C, Durchschlagsfestigkeit ≥20 kV/mm;
• Mantelschicht: Verschleißfestigkeit, Ölbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, flammhemmend, raucharm und halogenfrei, hohe Flexibilität; Widersteht Startvibrationen und Mikrometeoriteneinschlägen, Bruchdehnung ≥200 %.

Materialauswahl und Anwendung

• Isolierschicht: LSZH-Materialien auf der Basis von vernetztem Polyolefin (XLPE) (EVA/ATH/rotes Phosphorsystem), temperaturbeständig bis 125 °C, mit ausgezeichneter Isolierleistung, zertifiziert nach GJB 773A, verwendet für Steuerkabel von Raumfahrzeugen und Raumstationen in Shenzhou;
• Mantelschicht: LSZH-Materialien auf der Basis von thermoplastischem Polyurethan (TPU), hoch verschleißfest, hochelastisch, ölbeständig, passen sich an komplexe Umgebungen außerhalb der Kabine an, werden für Trägerraketenkörper und externe Satellitenkabel verwendet;
• Hochtemperaturkabel: LSZH-Isoliermaterialien auf Polyimidbasis (PI), temperaturbeständig bis 260 °C, werden für elektronische Kabel rund um Raumfahrzeugtriebwerke und in Hochtemperaturzonen verwendet.

4.2 Innenräume und Strukturkomponenten für die Luft- und Raumfahrt

• Sitzpolsterung: Polyurethanbasierte LSZH-Schaummaterialien, Dichte ≤ 0,5 g/cm³, hochelastisch, raucharm und geringe Toxizität, erfüllen die Flammschutzanforderungen FAR 25.853, werden für Astronautensitze bemannter Raumfahrzeuge verwendet;
• Innendekorplatten: LSZH-Platten auf Polyolefinbasis, flammhemmend V-0-Einstufung, raucharm, alterungsbeständig, leicht und einfach zu verarbeiten, verwendet für die Innenausstattung von Raumstationskabinen;
• Dichtungen/Streifen: EVA/Kautschukgemischte LSZH-Materialien, ölbeständig, beständig bei hohen und niedrigen Temperaturen, hochelastisch, werden für Kabinentüren und Fensterdichtungen verwendet, um Gasaustritt zu verhindern.

Leichte Strukturbauteile

• Satellitenhalterungen/-gehäuse: LSZH-Verbundwerkstoffe auf Kohlefaser-/Epoxidbasis, Zugfestigkeit ≥500 MPa, Dichte ≤1,2 g/cm³, schwer entflammbar V-0-Einstufung, strahlungsbeständig, wodurch die Einheit von geringem Gewicht und hoher Festigkeit erreicht wird;
• Instrumentenmontageplatten: Glasfaserverstärkte LSZH-Materialien auf Polyimidbasis, temperaturbeständig bis 200 °C, mechanisch stabil, raucharm und halogenfrei, werden für die präzise Instrumentenmontage und -fixierung in Raumfahrzeugen verwendet.

4.3 Kapselung elektronischer Komponenten für die Luft- und Raumfahrt

• Flammhemmend: UL94 V-0-Einstufung, verhindert Brände durch Kurzschlüsse im Stromkreis;
• Geringe Flüchtigkeit: TML ≤ 0,5 %, CVCM ≤ 0,05 %, wodurch eine flüchtige Kontamination von Chips und Leiterplatten vermieden wird;
• Strahlungsbeständigkeit: Keine nennenswerte Leistungseinbuße nach γ-Strahlung;
• Haftfestigkeit: ≥15 MPa, gewährleistet eine feste Verbindung zwischen Komponenten und Leiterplatten.

Materialauswahl und Anwendung

4.4 Verbundmatrixmaterialien für die Luft- und Raumfahrt

Kohlefaser/Epoxid-LSZH-Verbundwerkstoffe

Glasfaserverstärkte Polyimid-LSZH-Verbundwerkstoffe

V. Engpassprobleme und Optimierungsrichtungen von LSZH-Materialien für die Luft- und Raumfahrt

5.1 Bestehende Engpassprobleme

Unzureichende Langzeitstabilität unter extremen Umgebungsbedingungen

Offensichtliche Mängel bei der Flammschutzleistung bei hohen Temperaturen

Die Effizienz der Rauchunterdrückung und die Leistung bei geringer Toxizität sollen verbessert werden

Prominenter Widerspruch zwischen Kosten und Großserienproduktion

5.2 Optimierungsrichtungen

• Nano-Flammschutzmittel: Nano-roter Phosphor, Nano-Montmorillonit, Nano-SiO₂, mit einer Beladung von ≤5 %, die die flammhemmenden und mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert;
• Reaktive Flammschutzmittel: Einführung von Phosphor- und Stickstoffelementen in Polymermolekülketten, um eine inhärente Flammhemmung zu erreichen und die Migration und Ausfällung von Flammschutzmitteln zu vermeiden.

Modifikation zur Stabilisierung extremer Umgebungsbedingungen

• Bestrahlungsvernetzung: Verwendung von Elektronenstrahlbestrahlung zur Bildung dreidimensionaler Netzwerkstrukturen in Polymermolekülketten, wodurch die Temperaturbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit und mechanische Festigkeit des Materials verbessert wird;
• Nano-Compositing: Zugabe von Nano-TiO₂ und Nano-ZnO zur Verbesserung der UV-Alterung und Strahlungsstabilität des Materials;
• Oberflächenbeschichtung: Aufbringen hochtemperaturbeständiger und strahlungsbeständiger Beschichtungen, um extreme Umwelterosion zu isolieren.

Kostengünstige Entwicklung hochtemperaturbeständiger LSZH-Materialien

• Entwickeln Sie hochtemperaturbeständige Polyolefin- und modifizierte Polyurethanmaterialien, die die Temperaturbeständigkeit auf 180 °C bis 200 °C durch ein molekulares Kettenversteifungsdesign verbessern, und das zu Kosten von nur einem Drittel der Kosten von Polyimid;
• Optimieren Sie Polyimid-Syntheseprozesse durch den Einsatz kostengünstiger Monomere (z. B. Pyromellitsäuredianhydrid als Ersatz für einige hochpreisige Monomere), um die Produktionskosten zu senken und die Anwendung in großem Maßstab zu fördern.

Rauchunterdrückung und Leistungssteigerung bei geringer Toxizität

• Erforschung und Entwicklung von intumeszierenden Flammschutzmitteln zur Rauchunterdrückung, die die Bildung dichterer Kohleschichten während der Materialverbrennung fördern, um die Rauchentwicklung zu verhindern und die Lichtdurchlässigkeit auf ≥70 % zu verbessern;
• Optimieren Sie Formulierungen, um die Freisetzung giftiger Gase wie CO und NOx zu reduzieren und die Verbrennungstoxizität TA-Bewertung (ungiftig) zu erreichen, wodurch die extremen Sicherheitsanforderungen bemannter Raumfahrzeuge erfüllt werden.

Grüne, kostengünstige Großserienproduktion

• Führen Sie effiziente Produktionsprozesse wie Schmelzmischung und reaktive Extrusion ein, um Prozesse zu vereinfachen, die Produktionseffizienz zu verbessern und den Energieverbrauch zu senken.
• Produktionsabfälle aus Luft- und Raumfahrtmaterialien recyceln und wiederverwenden, um eine zirkuläre Nutzung zu erreichen und die Rohstoffkosten zu senken;
• Entwickeln Sie biobasierte LSZH-Materialien (wie biobasiertes Polyurethan und Epoxidharz), um Umweltschutz und niedrige Kosten in Einklang zu bringen und die Entwicklung umweltfreundlicher Materialien für die Luft- und Raumfahrt zu fördern.

VI. Schlussfolgerungen und Ausblick

1. Low Smoke Zero Halogen (LSZH)-Materialien erfüllen mit ihren Kerneigenschaften wie Halogenfreiheit, geringe Toxizität, geringe Rauchentwicklung, mechanische Stabilität und Anpassungsfähigkeit an die Umwelt perfekt die Sicherheitsanforderungen von Luft- und Raumfahrtprodukten in geschlossenen Räumen und extremen Umgebungen. Sie sind zu den bevorzugten Sicherheitsmaterialien für Luft- und Raumfahrtkabel, Innenstrukturen, elektronische Kapselungen und Verbundwerkstoffe geworden.
2. Der Flammschutz und die Rauchunterdrückung von LSZH-Materialien resultieren aus der Kopplung mehrerer Mechanismen: kondensierte Phase (Wärmeabsorption, Verkohlungsbildung, Verdünnung), Gasphase (Radikaleinfang, Inertverdünnung) und synergistische Rauchunterdrückung . Ein effizientes Flammschutzsystemdesign ist der Schlüssel zum Ausgleich von Flammschutz und mechanischen Eigenschaften;
3. LSZH-Materialien im Luft- und Raumfahrtbereich müssen strenge Standards wie GJB, SAE und FAR erfüllen , wobei der Schwerpunkt auf fünf Dimensionen liegt: Flammhemmung, geringe Rauchentwicklung, Halogenfreiheit, mechanische Eigenschaften und Anpassungsfähigkeit an die Umwelt. Die differenzierten Anforderungen an bemannte/unbemannte Raumfahrzeug- und Trägerraketenszenarien sind erheblich;
4. Derzeitige LSZH-Materialien für die Luft- und Raumfahrt haben immer noch mit Engpässen zu kämpfen, darunter Schwierigkeiten beim Ausgleich von Flammschutz und mechanischen Eigenschaften, unzureichender Stabilität bei extremen Umgebungsbedingungen, Leistungsmängeln bei hohen Temperaturen und hohen Kosten, was ihre weitere großtechnische Anwendung einschränkt.
5. Durch die Entwicklung effizienter Flammschutzsysteme, extreme Umweltmodifikationen, die kostengünstige Entwicklung hochtemperaturbeständiger Materialien sowie die Rauchunterdrückung und die Verbesserung der Toxizität können bestehende technische Engpässe wirksam überwunden werden, wodurch die hochwertige Anwendung von LSZH-Materialien im Luft- und Raumfahrtbereich gefördert wird.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der bemannten Raumfahrt, der Erforschung des Weltraums, des Baus von Raumstationen und anderer Luft- und Raumfahrtprojekte werden die Anforderungen an hohe Leistung, hohe Stabilität, niedrige Kosten und umweltfreundliche Entwicklung von LSZH-Materialien weiter steigen. Die zukünftige Forschung und Entwicklung sowie die Anwendung von LSZH-Materialien für die Luft- und Raumfahrt werden die folgenden Trends aufweisen:

1. Hohe Leistung: Schwerpunkt auf extrem hoher Temperaturbeständigkeit (260 °C+), extrem geringer Rauchentwicklung und geringer Toxizität, extrem hoher mechanischer Festigkeit und extrem langer Lebensdauer (über 20 Jahre) bei der Entwicklung von LSZH-Materialien der neuen Generation, die für extreme Missionen wie die Erforschung des Weltraums und die bemannte Mondlandung geeignet sind;
2. Multifunktionale Integration: Erzielung einer multifunktionalen Integration von Flammschutz, geringer Rauchentwicklung, Strahlungsbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Leitfähigkeit und Leichtbauweise, um die integrierten und intelligenten Designanforderungen von Luft- und Raumfahrtprodukten zu erfüllen;
3. Grün und kostengünstig: Biobasierte LSZH-Materialien, recycelte Materialien und effiziente, energiearme Produktionsprozesse werden zu F&E-Hotspots und fördern die umweltfreundliche und kohlenstoffarme Entwicklung von Luft- und Raumfahrtmaterialien.
4. Intelligenz: Entwicklung selbstheilender, flammhemmender Warn- und umwelterkennender intelligenter LSZH-Materialien zur Verbesserung der Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit von Luft- und Raumfahrtprodukten;
5. Inländische Substitution und Autonomie: Weiterer Durchbruch ausländischer Technologiemonopole, Erzielung einer vollständigen autonomen Kontrolle über hochwertige LSZH-Materialien, zentrale Flammschutzmittel und wichtige Produktionsanlagen, wodurch die qualitativ hochwertige Entwicklung der chinesischen Luft- und Raumfahrtindustrie unterstützt wird.

Als „Hüter“ der Luft- und Raumfahrtsicherheit wird der technologische Fortschritt der LSZH-Materialien weiterhin die Luft- und Raumfahrttechnik schützen.