复合固体推进剂用键合剂的种类及其作用机理

介绍了几种类型的键合剂及其在复合固体推进剂中的作用机理,并就键合剂研究方向提出了一些建议。     

中性聚合物键合剂改善高能推进剂力学性能的机理分析

在各类含极性增塑剂的高能固体推进剂中加入新型键合剂─—中性聚合物键合剂（ＮＰＢＡ）明显改善了高能推进剂的力学性能。本文综述了国外在研制新型键合剂方面的最新成就，分析、讨论了ＮＰＢＡ提高高能推进剂力学性能的作用机理。     

丁羟推进剂模型体系中键合剂作用机理的分子模拟研究

为研究不同键合剂在丁羟(HTPB)推进剂中作用机理,采用分子动力学(MD)方法和COMPASS力场对固本填料(Al/Al_2O_3)晶面、键合剂及HTPB所组成的层面模型进行了模拟计算,求得了吸附能与静态力学性能,研究了键合剂对体系力学性能的影响;在303 K温度下对推进剂中氧化剂分解气体O_2和H_2O在键合剂膜层中的扩散进行了模拟,探讨了键合剂对推进剂抗老化性能影响.结果表明,键合剂加入能够增强固体填料同HTPB界面吸附能力,使体系弹性系数增强,刚度增加;而键合剂膜层对气体扩散的阻碍能力也同提高体系抗老化性能趋势一致.     

有机硅烷偶联剂在固体火箭发动机装药中应用及其作用机理综述

综述了硅烷偶联剂在固体推进剂中用作键合剂，在绝热包覆层中用作添加剂和填料的表面处理剂以及在推进剂和包覆层之间用作过渡层的情况。讨论了硅烷偶联剂的作用机理、双基推进剂的粘接机理和形成过渡层的抗ＮＧ迁移机理。     

多功能遥爪键合剂的设计和应用

为了提高键合剂对多种含能填料的适应性,改善固体推进剂的界面粘接强度,设计开发了一种多功能遥爪键合剂.通过分子动力学模拟和应用评估,对键合剂性能进行了研究.结果表明,该多功能遥爪键合剂对多种填料具有较好的键合作用,通过调整键合剂分子主链结构,可以适应不同的黏合剂体系.并且相对于"三爪"型键合剂,"两爪"型键合剂的支化度更小,在黏合剂中的扩散更容易,键合剂向界面迁移的能力越强,键合作用越好.     

基于渗透性能选择丁羟推进剂用键合剂的分子模拟研究

键合剂能够改善推进剂体系抗老化性能,而这种效果主要是通过在氧化剂颗粒表面形成键合剂膜层抑制氧化剂分解气体扩散导致的,通过比较氧化剂分解气体在膜层中的扩散速度,可以确定键合剂对推进剂抗老化性能的影响,也为从渗透性能选择推进剂用键合剂提供了理论依据。通过构建聚乙烯和聚苯乙烯模型,采用分子动力学(MD)方法计算了02在其中的扩散系数,模拟值与实验值基本一致,验证了MD方法计算气体扩散系数的可行性。分别通过构建键合剂MAPO、HX-752、TAZ、TEA和MAPO．HAC膜层模型,计算了02和H20在其中的扩散系数。结果显示：从键合剂体系阻碍气体扩散能力来说,可以认为键合剂MAPO．HAC性能最优,MAPO其次,HX-752与TEA再次,而TAZ效果最差。结论也与键合剂对推进剂体系抗老化性能影响趋势一致,验证了采用模拟方法从渗透性能选择键合剂的可行性。模拟显示新型键含剂PMS和PA-MAM具有良好的改善推进剂抗老化性能,效果与MAPO类似。     

HTPB/ADN推进剂反应气孔产生机理研究

为揭示HTPB／ADN／AP／Al推进剂产生气孔的原因,制备了一系列含ADN和TEA、T-313、MAPO、HX-752等键合剂的推进剂样品,试验确定与ADN反应产生气孔的组分,并通过DSC／TG-IR／MS联用仪分析了产生气孔的反应机理。结果表明,含固化剂TDI、IPDI和醇胺类键合剂TEA、T-313的推进剂样品不产生气孔,而含氮丙啶类键合剂MAPO、HX-752的样品固化后均出现气孔。DSC法证实MAPO与ADN产生强烈的作用,使ADN的主要放热分解峰温度降低99．7℃。在50℃,MAPO与ADN混合物（质量比1：1）加热2h的过程形成了气体产物：N2O、NO2,并通过质谱检测到其存在。分析认为,推进剂中氮丙啶类键合剂促使了ADN的分解,形成反应气孔。     

高燃速推进剂用硼氢化物的研究进展

对硼氢化物的合成进行了简单介绍,综述了离子型氢硼酸盐、碳硼烷及其衍生物、金属碳硼烷和硼烷类含能离子液体(盐)作为固体推进剂燃速调节剂研究工作的最新进展。离子型氢硼酸盐与碳硼烷均可较大范围调节固体推进剂的燃速,但离子型氢硼酸盐合成工艺相对简便、成本较低;含能离子液体(盐)具有高密度、高能量、钝感及毒性低等特点,将其应用于推进剂及炸药方面具有良好的发展前景。     

键合剂与固体填料RDX的界面相互作用研究

选用含有不同CN基团数目的键合剂对固体填料黑索今(RDX)进行表面包覆,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜㈣、光电子能谱(XPS)、红外光谱(FMIR)技术研究了键合剂(LBA)对固体填料RDX的包覆效果及其相互作用机理.实验表明:键合剂可以有效包覆RDX,所选用的键合剂分子与RDX之间能够通过氢键、诱导效应等次价键力形成有效粘接.     

不同键合剂与RDX表界面作用

研究了多羟基醇类(LBA-22、LBA-201)、海因/三嗪类(CBA)、中性聚合物类(NPBA)和取代酰胺类(LTAIC)键合剂与RDX的表界面作用,并在RDX-CMDB推进剂中考察了这些键合剂的作用效果.采用接触角法和Wilhelmy吊板法测定键合剂与RDX的表界面特性参数,利用调和平均方程计算粘附功.结果表明CBA与RDX间的接触角为35.2°,粘附功为135.01 mN/m.红外光谱中RDX(-NO2)基团的吸收峰红移22 cm-1至1510 cm-1,且吸收带展宽.RDX经键合剂表面改性后,推进剂高温最大抗张强度从空白样的1.02 MPa提高到2.01 MPa,低温延伸率提高140%.各键合剂与RDX间的表界面性能数据与推进剂力学性能改善情况基本一致.     

丁羟推进剂用改性硼酸酯键合剂的合成与应用

针对丁羟四组元(高氯酸铵/黑索今/Al/端羟基聚丁二烯,AP/RDX/Al/HTPB)复合固体推进剂存在的力学性能差的问题,选用己二酸和1,4-丁二醇为原料,合成了低分子量聚己二酸丁二醇酯(PBA),以二乙醇胺与丙烯酸甲酯反应合成了N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯,并用FT-IR、GPC、~1HNMR、GC-MS表征了其结构。以N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯为外连单体,以PBA为互联单体,硼酸三正丁酯为原料合成了改性硼酸酯键合剂(BEBA)。将BEBA作为丁羟四组元推进剂的键合剂进行装药试验,结果表明:当固化参数为1.01,交联参数为0.22,BEBA与JH03(另一种键合剂)复配比例为0.08/0.04时,丁羟四组元推进剂的高(70℃)、常(20℃)、低(-40℃)温力学性能最佳。     

含能 BAMO/AMMO 粘合剂及其在固体推进剂中的应用研究

阐述了国外对含能粘合剂ＢＡＭＯ／ＡＭＭＯ及其在固体推进剂中应用研究的新进展。介绍了ＢＡＭＯ／ＡＭＭＯ固体推进剂的配方和性能。通过与常规推进剂的对照和比较，指出含ＢＡＭＯ／ＡＭＭＯ粘合剂的推进剂是一种高比冲、高密度、性能优良的固体火箭推进剂。     

固体推进剂固相组分的混合研究

研究了含固体组分的两相体系固体推进剂混合过程的特点。用固体组分的浓度、粒径及其分布等参量研究分析了改性双基推进剂代料的混合特点。根据实验结果，认为改性双基推进剂的混合过程属分散混合。固体推进剂的性能将取决于分散混合后固体颗粒的尺寸。     

烯丙基二甲基海因的合成及表征

为了增强复合固体推进剂中粘合剂基体与固体氧化剂之间的界面键合作用,提高推进剂的力学性能,采用盖布瑞尔(Gabriel)合成法合成了具有反应基团的海因类衍生物3-烯丙基-5,5-二甲基海因(ADMH),反应条件为: n(5,5-二甲基海因):n(溴丙烯):n(KOH的醇溶液)=1:1:1,水为溶剂,温度为65 ℃,反应时间为3 h,石油醚两次重结晶后得到结晶形态的产物,产率为50%.通过X射线衍射、热分析、紫外、核磁共振、红外、质谱、元素分析和高效液相色谱对产物进行了全面的分析表征.结果表明,产物为目标物,纯度达到99. 97%,熔点65～66 ℃,初始分解温度为168.3 ℃,目标物有望在复合固体推进剂中得到较好的应用.     

硼在固体推进剂中的应用展望

对硼颗粒的点火和燃烧特性研究进行了简要的叙述, 结合硼颗粒点火和燃烧研究进展及其应用情况, 认为以下四方面将会促进硼在固体推进剂中的应用, 即固体火箭发动机整体级方案选用洁净固体推进剂技术、高性能火箭发动机技术、新材料合成技术的发展促进硼在固体推进剂中的应用以及硼在调节固体推进剂燃烧特性中所起的作用.     

纳米燃烧催化剂在固体推进剂中的应用研究

综述了纳米燃烧催化剂在固体推进剂中的应用研究, 重点介绍了纳米燃烧催化剂的制备、对固体推进剂组分(RDX、 AP、 NC/NG等)热分解的催化作用及其对固体推进剂燃烧性能的催化作用研究情况, 并对纳米燃烧催化剂今后的研究方向进行了展望.     

GAP—先进固体火箭推进剂含能组份(综述)

综述了聚缩水叠氮甘油醚(GAP)和GAP基的固体推进剂的活化、热、机械和弹道特性。GAP为推进剂系统提供了优良的弹道性能和高能量,其作为含能添加剂的潜力归因于-N_3的键结构断裂释放出约685kJ/mol能量。将GAP引入推进剂配方中,可促使其机械性能的改善。     

新型固体推进剂在未来国防中的作用及其发展趋势

通过介绍各国在高能固体推进剂技术方面的研究现状及今后的研究方向，说明了高能固体推进剂在国防科技领域得到了高度的重视和广泛的关注。并依据高能固体推进剂在现代武器装备中的重要地位和作用，以及未来高技术战争对武器的要求，阐明了高能固体推进剂有待发展的关键技术和研究方向，发展的内涵在于重视知识创新、加强技术创新和推进管理创新。     

纳米技术在导弹固体火箭发动机研制中的应用

通过分析纳米技术在导弹固体火箭发动机推进剂及其结构设计方面的应用，提出了降低烟雾，减少固体火箭发动机红外辐射，增强导弹机动能力、突防能力和隐身能力的措施。     

从国外固体推进剂的发展 看国内的差距

综述了国外高性能固体推进剂的装备现状和发展趋势，介绍了我国固体推进剂的发展及存在的问题，分析了国内外固体推进剂技术水平