三元乙丙橡胶是用于固体火箭发动机绝热层的理想材料,一般需要加入纤维、增粘树脂和功能填料来提高其应用性能。传统的短切纤维增强的耐烧蚀复合材料的横向性能较差,层间剪切强度较低,耐冲击性能不足。耐烧蚀纤维织物因其在橡胶基体中产生横向和纵向取向从而改善材料的力学性能和耐烧蚀性能。尤其对于飞行时间较长的发动机来说,使用2D或3D织物增强绝热层可以有效抵抗高能粒子及气体长时间的冲刷。纤维表面处理对纤维与基体界面以及复合材料综合性能有直接影响,对纤维织物改性处理的研究尤其重要。本文首先探讨了三种纤维织物(PI、芳纶F-12、CF)及纤维表面改性方法对三元乙丙橡胶和纤维织物之间粘接性能的影响。经超声和表面刻蚀处理,纤维比表面积和表面能增加,纤维和橡胶之间的机械互锁作用增强;偶联剂在橡胶与纤维之间具有桥连作用,在使用偶联剂处理前对纤维进行表面预处理可以使剥离强度进一步提高。以NaOH和1.0%KH550处理PI以后,和4045剥离强度达到3.7N/mm,破坏形式表现为橡胶的破坏;胶粘剂在纤维织物与橡胶基体之间产生的扩散、吸附和共交联作用对两者粘接性能的改善较明显,在胶粘剂处理前分别对F-12和PI进行TDI接枝和碱刻蚀预处理可以提高纤维表面活性基团,胶粘剂粘接效果更明显。4045/F-12 和 4045/PI 剥离强度分别达到了 6.5N/mm 和 4.2N/mm。综合考虑每种改性方法的粘接性能和加工性能,选择合适的改性方法对织物进行改性,以真空袋成型方式制备纤维增强弹性体绝热材料。探讨了纤维种类和表面改性对复合绝热材料力学性能、耐烧蚀性能和炭层结构的影响。F-12纤维经过BK-40处理以后,与EPDM橡胶基体粘接性能提升,力学性能进一步提升,拉伸样条未发生断裂。烧蚀性能有所改善(0.108mm/s),炭层中有橡胶基体残留;PI纤维经过碱刻蚀处理后,酰亚胺环水解,杂环共振效应减弱,力学性能和耐烧蚀性能稍有下降。但PI和EPDM粘接性能得到改善,EPDM/PI烧蚀炭层中有基体残留;PI经过BaF/4045浸渍处理后,PI和基体粘接力提高,力学性能(43.1MPa)和耐烧蚀性能(0.073mm/s)稍有改善,EPDM/PI烧蚀炭层中有橡胶基体残留;CF属于无机纤维,具有脆性大、加工过程易破裂的缺点,故EPDM/CF拉伸强度相对较低(31.9MPa)。同时,CF具有耐高温、低密度、高比强度及高比模量的优点,耐冲刷性能和固碳作用良好,EPDM/CF烧蚀率最低(0.020mm/s)。但和三元乙丙基体结合力较弱,EPDM/CF烧蚀炭层中无橡胶基体残留。