RDX/PEG悬浮液的流变性能

为获取RDX对固体火箭推进剂药浆流变性能的影响规律,采用稳态和动态流变学方法研究了RDX在硝酸酯增塑的聚乙二醇黏合剂体系中的流变特性、黏弹性及温度对悬浮液流变性能的影响.结果表明,随RDX含量的增加,颗粒间相互作用增强,从而导致悬浮液体系假塑性程度升高和损耗模量频率谱偏离线性程度增大.在RDX(I)悬浮液中RDX存在临界体积分数,且在硝酸酯增塑的聚乙二醇黏合剂体系中的表观黏度随温度的升高呈增加趋势,这与RDX的粒度和固-液界面相关.     

HTPE/PCL四组元推进剂药浆的流变性能

为研究聚ε-己内酯(PCL)加至推进剂配方后的流变特性,采用流变测试仪对比了HTPE和HTPE/PCL四组元推进剂药浆在不同温度及剪切速率下的流变性能,并优化工艺参数。结果表明,HTPE和HTPE/PCL推进剂药浆的剪切应力与剪切速率呈指数增长,表观黏度呈假塑性流体剪切变稀的流动特性;温度升高能降低药浆的剪切应力、表观黏度及黏度系数,增加剪切速率指数;HTPE/PCL推进剂药浆的流动活化能为3.90×10~4kJ/mol,略高于HTPE推进剂药浆(2.75×10~4kJ/mol)。引入PCL对推进剂药浆工艺性能无明显影响,HTPE/PCL推进剂药浆较佳的工艺温度为50～60℃,适用期为270～329min。     

复合固体推进剂用键合剂的研究进展

键合剂是改善黑索金(RDX)、奥克托金(HMX)等硝胺和氧化剂填料与黏合剂间界面作用的关键功能材料,也是提高推进剂力学性能的有效、方便、实用的策略。综述复合推进剂中硼酸酯(BEBA)与中性聚合物(NPBA)等键合剂的研究进展,归纳了键合剂的作用机理,梳理了当前和未来高性能推进剂用键合剂的发展动向,针对不同的黏合剂体系和新的固化方式等发展趋势,设计具有多种功能基团的键合剂结构,积极开发可同时与硝胺、氧化剂及黏合剂相匹配的键合剂,进一步完善补充键合机理,以满足高新武器系统对高力学性能推进剂的需求。     

HMX基浇注PBX药浆表观黏度的实验研究

采用旋转黏度计分别测定了不同温度、分散剂加入量、炸药颗粒级配时HMX基浇注PBX药浆的表观黏度,通过流动曲线绘制和数据拟合方法考察了这些因素对表观黏度的影响。结果表明,随着温度升高,药浆的表观黏度降低,流动指数变大,流变特性更接近牛顿流体;卵磷脂的加入会影响药浆的流变特性,且有助于降低药浆的表观黏度,但其加入量存在一个最佳值;在药浆固相含量一定的情况下,其表观黏度在实验测定范围内随着细颗粒含量的增加而增大。     

HDPE/PET皮芯复合纺丝中组分表观黏度匹配及可纺性研究

以纤维级高密度聚乙烯(HDPE)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,采用复合纺丝法制备HDPE/PET皮芯复合纤维,考察了HDPE和PET的流变性能及二者熔体表观黏度(η_a)的匹配关系,探讨了剪切速率(■)和纺丝温度对两组分熔体黏度比的影响规律,确定了皮芯复合纺丝最佳工艺条件,并对纤维性能进行表征。结果表明:HDPE和PET熔体的η_a均随着■的增大呈现非线性降低,均为非牛顿流体;随着■的提高,HDPE与PET的黏度比呈上升趋势,当■为8 000 s~(-1)时,HDPE与PET的熔体黏度比为0.6～0.8,且随纺丝温度的升高,黏度比的变化不明显;采用密度为0.959 g/cm~3的HDPE与PET进行复合纺丝,当HDPE/PET皮芯复合比为40/60、箱体温度为288℃、拉伸温度为90℃、拉伸倍数为3.0时,可纺性好,制得的HDPE/PET皮芯复合纤维的皮芯结构明显,截面形态良好,断裂强度为3.42 cN/dtex,断裂伸长率为40.06%,干热收缩率为3.73%。     

团聚硼颗粒在HTPB富燃料推进剂中的流变特性

为了探索球形团聚硼颗粒的制备效果,对端羟基聚丁二烯(HTPB)黏合剂、不同类型的团聚硼颗粒与HTPB黏合剂以一定质量配比形成的悬浮液,以及含团聚硼颗粒HTPB富燃料推进剂流变特性进行了对比研究。结果表明,HTPB黏合剂的表观黏度随温度的升高而降低,最终趋于某一定值;在一定温度下,无定形硼粉经团聚改性后,团聚硼颗粒与HTPB形成悬浮液的表观黏度和屈服值较团聚前降低,且两者均随时间的增加而增加;采用含团聚硼颗粒的富燃料推进剂药浆的流变特性大大改善,有利于含硼富燃料推进剂能量的提高和燃烧性能的改善。     

重质油和低阶煤共加氢油煤浆的黏温特性

针对重质油油煤浆输送过程存在沉积和阻力过大等问题,采用旋转黏度计和高温黏度仪,考察了催化裂化油浆、煤焦油重油和低阶煤共处理时的油煤浆黏温特性及变化机理。结果表明,常压低温条件下,温度对油煤浆黏度的影响很大,随温度升高,煤浆黏度起初下降较快,随后下降变缓,催化裂化油浆配制的油煤浆的活化能高于煤焦油重油配制的油煤浆。高温高压条件下,以催化裂化油浆配制的油煤浆黏度随温度升高基本呈下降趋势,在350～370℃黏度略有增加;以煤焦油重油配制的油煤浆的黏度随温度升高起初呈下降趋势,温度超过140℃时,油煤浆黏度逐渐上升,338℃时,黏度达到最大值,随温度进一步升高,黏度呈下降趋势。     

新型发射药组分间相容性的研究

研究由RDX、聚氨酯黏合剂、键合剂组成的火药的内相容性,采用差示扫描量热法进行测定。测定不同加热速率下的峰温,通过峰温求得加热速率趋于零时试样的峰温Tp0、单独体系相对于混合体系分解峰温的改变量ΔTp及表观活化能改变率ΔE∶Ea,考察了键合剂、聚氨酯黏合剂与RDX之间的相容性。研究结果表明,键合剂、聚氨酯黏合剂与RDX的相容性均较差。     

黏合剂和钝感RDX对ETPE发射药流变性能的影响

以不同Mn(数均相对分子质量)的ETPE(含能热塑性弹性体)为黏合剂、不同粒度的RDX(黑索今)为含能添加剂,制备了一种PBX(聚合物粘接炸药)——ETPE发射药。研究结果表明:ETPE发射药的表观黏度(η)随剪切应力和温度的升高而降低,较高的压力和温度有利于发射药的流动变形,加工温度以90~95℃为宜;当温度和RDX粒度相同时,ETPE的Mn越小,ETPE发射药的η越低;当温度和ETPE的Mn相同时,RDX的粒度越大,ETPE发射药的η越低。     

纤维素铜氨溶液的溶解性能及流变性能

研究了纤维素在铜氨溶液中不同溶解条件下的溶解特性,以及纤维素铜氨溶液的流变性能。结果表明:当溶解温度为-10℃,Cu2+浓度为1.4 mol/L,溶解时间1 h时,纤维素在铜氨溶液中有较大的溶解度;纤维素铜氨溶液为假塑性流体,其黏度随温度的升高而降低,随纤维素含量的升高而增大,当纤维素含量较高时,其黏度随温度的变化幅度较大。     

羧甲基羟丙基胍胶的制备及其水溶液的流变特性研究

以胍胶片为原料,通过醚化改性制备了阴离子型羧甲基羟丙基胍胶(CMHPG),研究了质量浓度、剪切速率、盐度、硬度以及温度对其水溶液流变性能的影响。结果表明:随质量浓度增加,表观黏度呈线性增长;随剪切速率增加,表观黏度减小;在Na Cl和Ca Cl2质量分数大于1.0%和0.1%时,黏性指数n递增和稠度系数K递减趋势明显,并且Ca Cl2对CMHPG溶液流变特性的影响远大于Na Cl;温度低于50℃时,表观黏度变化较小;温度高于50℃时,表观黏度下降明显。通过考察各影响因素对胍胶溶液的影响,拟合出其与流动特性指数n和稠度系数K的经验关系式,以便更好的描述CMHPG溶液的流变特性。     

少烟NEPE推进剂的动态力学性能

用动态力学分析方法研究了少烟NEPE推进剂及其黏合剂胶片的黏弹特性。结果表明,PET/N100胶片、PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂样品在玻璃态的储能模量E′依次增大,PET/N100胶片的损耗模量E″最大,推进剂的E″最小;胶片和推进剂在玻璃化转变区的E′依次显著降低,E″和tanδ(β转变)依次达到最大值后逐渐降低,其中PET/N100胶片、PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂的Tg分别为-82、-73和-65℃;在橡胶态,PET/N100胶片的E′和E″在-24℃附近出现峰值,PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂的E′和E″随温度降低显著降低,且PET/N100胶片在-3℃出现明显的α松弛损耗峰,PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂tanδ的α松弛峰温下降到-24℃。     

硝胺类推进剂用键合剂的研究进展

综述了各类适用于硝胺类推进剂的键合剂的研究情况,认为中性聚合物键合剂（NPBA）提高硝胺类推进剂的力学性能效果较好,需根据具体配方情况合成具有适当溶度积参数的NPBA,并根据NPBA的临界温度确定合适的推进剂制备温度条件。酰胺类和硼化物类键合剂具有成为优良键合剂的潜力,应加强对其合成与应用的研究。通过文献分析,认为键合剂的作用效果是官能团因素和分子结构因素共同作用的结果。对今后用于硝胺类推进剂的键合剂的发展提出了一些建议。     

石油焦的成浆性及水焦浆的流变性和稳定性

对某石油焦在加入不同添加剂后的成浆特性以及水焦浆的温升特性、流变特性和稳定性进行了实验研究。加入不同添加剂后各浆样的定黏浓度均在70%左右,石油焦成浆性良好;水焦浆的表观黏度随温度的升高而降低,随浓度的升高而增大;水焦浆的流变特性和稳定性在不同的添加剂下呈现出较大的差别,当使用亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠(NSM)和亚甲基萘磺酸盐甲醛缩合物(NC)添加剂时,水焦浆呈胀流性,且稳定性差。当使用木质素磺酸盐(LS)和石油磺酸盐(PS)时,水焦浆在较高浓度下呈假塑性,且稳定性较好。浆体浓度越大,稳定性越好。     

超高相对分子质量PA6冻胶的流变行为研究

以氯化钙为络合剂,将聚酰胺6(PA6)粉末与氯化钙溶解在甲酸/氯仿混合溶剂中制得冻胶样品,研究了PA6/氯化钙/甲酸冻胶体系的流变性能,以及温度、PA6的相对黏度、CaCl2与PA6的摩尔比和PA6的质量分数对冻胶的ηa-γ觶流变曲线、非牛顿指数和结构黏度指数的影响。结果表明:冻胶溶液属于宾汉流体,具有明显的非牛顿性;体系的表观黏度随着温度的升高而降低,随PA6的质量分数的升高、络合剂CaCl2与PA6的摩尔比的增大或PA6的相对黏度增大而增大;溶液的结构黏度指数随温度的升高而减少,随溶液PA6的相对黏度的升高或PA6的质量分数的升高而增大。     

金红石型TiO2分散浆的制备及其流变特性

研究了金红石型TiO₂颗粒在水相体系的分散性及其流变特性,通过zeta电位、黏度等参数表征浆体的分散状况,确定了合适的分散剂为聚丙烯酸钠、其用量为4%（与TiO₂质量比）,分散浆中TiO₂合适的固含量为20%。通过稳态剪切测量法,发现分散浆中的固含量、pH和盐强烈影响其流变特性。分散浆存在剪切稀化现象,符合幂律模型,并呈现假塑性流体行为且无触变性。NaCl导致分散浆黏度降低, Na⁺离子浓度越大,浆体黏度越小;而CaCl₂的存在会使分散浆出现絮凝现象。分散浆合适的pH为12,增大或减小体系pH,浆体黏度均降低。当温度从25℃提升到50℃时,分散浆黏度略微降低,通过阿伦尼乌斯方程可以很好地描述温度对黏度的影响。频率扫描结果显示,分散浆在低频下呈凝胶状态,在高频下表现得更像是溶液。随着固含量的下降,分散浆交叉频率值降低。     

HTPB/Al/AP/RDX复合推进剂组元之间相互作用研究

为了探索HTPB/Al/AP/RDX复合推进剂组元之间的相互作用,用DSC和TG-DTG方法以及分解反应动力学计算研究了递增组元的4个混合体系(包括HTPB黏合剂体系、HTPB/Al、HTPB/Al/AP和HTPB/Al/AP/RDX推进剂体系)中各组元之间的相互作用。结果表明,DTG峰温以及反应速率常数k可以表征各组元之间的相互作用,其DSC和TG过程可以分为3个阶段;除Al外,各组元之间存在相互作用,各阶段的质量损失测定值与按组分含量计算的加合值吻合得相当好,表明各组元并没有明显的跨阶段分解;AP与HTPB黏合剂的分解温度区间接近或部分重叠,在HTPB/Al/AP和HTPB/Al/AP/RDX的混合体系中发生了强烈氧化还原作用:四组元体系中RDX在200℃及220℃的速率常数k分别为1.53和6.81s-1,均大于单质RDX在同一温度下的速率常数1.33×10-6和1.06×10-5s-1,说明AP可以加速RDX的分解,但RDX对AP或(AP+HTPB)分解的影响呈现复杂的情况,由于HTPB/Al/AP和HTPB/Al/AP/RDX两体系中AP与HTPB的共同分解过程中存在“等动力学点”(308.0℃),温度低于此点时(AP+HTPB)分解速率常数k因RDX存在而下降,而当温度高于此点时则该k值因RDX存在而增大。通过RDX分解机理解释了存在这种现象的原因。     

MWCNTs/rGO纳米杂化材料改性氨纶的流变性能

采用一步水热还原法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)/还原氧化石墨烯(r GO)纳米杂化材料,进一步通过溶液混合方法将纳米杂化材料与氨纶混合制备了氨纶/MWCNTs/r GO(NCs)溶液,使用旋转流变仪研究了NCs溶液浓度和温度对其静、动态流变行为的影响。结果表明,高浓度的NCs溶液黏度对剪切速率较为敏感,产生明显的剪切变稀现象,但在低剪切速率下其黏度仍有较宽的稳定平台;随温度降低,浓度为10%的NCs溶液黏度升高,剪切变稀现象更为明显,当温度低于60℃时,黏度的稳定平台变窄;NCs溶液在角频率较低时具有较好的纺丝性能,角频率大于200 rad/s时,储能模量高于损耗模量,纺丝时容易造成出口胀大堵塞纺丝孔,对于纺丝不利;NCs溶液的非牛顿指数随着温度升高而升高,与剪切变稀随温度升高而减弱的现象一致。由静、动态流变测试结果综合分析,浓度为10%的NCs溶液适宜纺丝的温度应该大于60℃,剪切速率应低于20 s-1。     

PP/PET共混熔体的流变性能研究

以PP-g-AA作增容剂,研究了PP/PET共混熔体的流变行为。讨论了温度、剪切速率以及PET和增容剂含量对熔体表观粘度、非牛顿指数等方面的影响。结果表明,PP/PET共混物熔体表观粘度随剪切速率的增大而降低,随PET及增容剂含量的增加而下降,随温度的升高而下降。PET和增容剂的加入,在共混熔体中起到了增塑剂的作用。     

干法纺丝用聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的流变性能

研究了聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的固体质量分数、相对分子质量、温度对溶液流变性能的影响。结果表明:聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的流变性能受溶液固体质量分数、相对分子质量、温度的影响明显,聚合物相对分子质量增大、溶液固体质量分数增加均使溶液表观黏度增大,温度升高使溶液表观黏度减小,溶液表观黏度随剪切速率的变化幅度较小。试验结果表明:适合干法纺丝的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的固体质量分数为31%³5%,特性黏度为1.6 dL/g左右,纺丝时原液温度范围为5035%,特性黏度为1.6 dL/g左右,纺丝时原液温度范围为50¹20℃。