随着航天飞行器的不断进步和发展,对飞行器热防护系统的绝热材料提出了更高的性能要求,固体火箭发动机绝热层材料性能的优异是保证大推力火箭正常工作的前提。硅橡胶基耐烧蚀绝热材料密度低、质轻且有良好的热稳定性和隔热性,但是硅橡胶基耐烧蚀绝热材料成炭率低、在强气流冲刷下烧蚀层容易被吹除或发生剥蚀、揭层,不利于极高温度下的热防护。聚芳基乙炔树脂热解时能吸收大量的热且热解成炭率高。本文应用聚芳基乙炔对硅橡胶进行改性,旨在增加硅橡胶的耐烧蚀、耐剥离性能,强化其高温环境服役能力。实验首先以甲基乙烯基硅橡胶（VMQ）、甲基乙烯基苯基硅橡胶（PVMQ）为基体,白炭黑作为补强剂,加入聚芳基乙炔（PAA）树脂,制备芳基化硅橡胶耐烧蚀绝热材料的基胶,通过研究PAA用量对硅橡胶性能的影响,确定芳基化硅橡胶基胶的基础配方。实验结果表明:聚芳基乙炔的残炭率在800℃下能达到83.75%,添加10份PAA的芳基化硅橡胶试样的残炭率比硅橡胶试样的残炭率高出167.08%,线烧蚀率为0.135 mm/s,抗拉强度为4.37 MPa,综合为最优。在芳基化硅橡胶基础配方下,以碳纤维（CF）作为填料,制备了碳纤维填充芳基化硅橡胶耐烧蚀绝热材料,考察了碳纤维的含量对芳基化硅橡胶材料性能的影响。实验结果表明,碳纤维对材料的增强增韧效果较差,填充50份碳纤维试样的抗拉强度为3.25 MPa,断裂伸长率为77%,其线烧蚀率能达到0.050 mm/s,并且烧蚀层结构致密,此时烧蚀层可抵抗高温高速气流的冲刷,不易剥落。在芳基化硅橡胶基础配方下,以ZrO₂为耐烧蚀填料,制备了ZrO₂填充芳基化硅橡胶耐烧蚀绝热材料,考察了ZrO₂含量对芳基化硅橡胶材料性能的影响。实验结果表明,填充50份ZrO₂试样,在烧蚀过程中会产生严重的飞溅,降低了线烧蚀率,填充40份ZrO₂的试样的线烧蚀率最好为0.070 mm/s,抗拉强度为4.47 MPa。由于ZrO₂在基胶中分散布不均匀,在摩擦磨损实验中产生大磨粒磨损,导致磨损量增加。将碳纤维布和芳基化硅橡胶复合,制备碳纤维布增强芳基化硅橡胶耐烧蚀绝热材料。探索了碳纤维布的加入对芳基化硅橡胶耐烧蚀绝热材料的拉伸性能、耐烧蚀性能和动态力学性能的影响。实验结果表明,硅橡胶能充分浸渍到碳纤维布的经纬线缝隙中,由于对碳纤维布进行了气相氧化法表面处理,进一步强化了碳纤维布和硅橡胶的界面结合力,大大的提高了芳基化硅橡胶材料的抗拉强度。当PAA含量为10份时,碳纤维布增强芳基化硅橡胶试样的抗拉强度为14.25 MPa,比硅橡胶试样抗拉强度增加226%,当PAA含量为50份时,碳纤维布增强芳基化硅橡胶试样的抗拉强度能达到24.00 MPa;碳纤维布增强芳基化硅橡胶试样可以提高材料的耐烧蚀性能,线烧蚀率能达到0.074 mm/s,复合在表层的碳纤维布阻挡了氧-乙炔火焰对基体材料的冲刷,烧蚀坑小,且烧蚀层不易剥落。