GAP推进剂粘合剂固化体系力学性能的研究

在保证推进剂加工工艺性能和能量性能的前提下,通过化学共聚的方法,选用主链柔顺性较好、且在推进剂中可单独用作含能粘合剂的3,3-双(叠氮甲基)氧丁环/四氢呋喃的共聚物(BAMO/THF)来改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)交联网络结构,在此基础上再加入合适的扩链剂和交联剂,所得弹性体的力学性能有大幅度的提高。当固化参数R=1.3,m(GAP)∶m(BAMO/THF)=75∶25,以1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)/多异氰酸酯(N100)为固化剂,胶片的拉伸强度可达到1.03MPa,断裂伸长率达到505.3%。     

叠氮微烟推进剂宽温域力学性能研究

为了提高GAP微烟推进剂的力学性能,通过在GAP微烟推进剂中引入适量的PBT黏合剂进行复配,研究了增塑剂种类、增塑剂与黏合剂质量比(增塑比)、扩链剂种类及其官能度、扩链剂含量、固化剂种类以及固化参数对推进剂宽温域(-55℃～+70℃)力学性能的影响。结果表明,添加Bu-NENA增塑剂,可极大地改善推进剂的低温力学性能以及降低推进剂的玻璃化转变温度T_g,并在此基础上通过调节增塑剂与黏合剂增塑比为2.0,叠氮黏合剂/三官能度PET质量比为5∶1;采用TDI为固化剂以及固化参数R_t为1.2时,可使推进剂的T_g不大于-60℃以及在-55℃～+70℃范围内具有良好的力学性能,即在+70℃时抗拉强度大于0.50MPa,-55℃～+70℃时最大伸长率大于45%。     

化学共混改善GAP黏合剂力学性能研究进展

总结了近年来国内外关于化学共混在聚叠氮缩水甘油醚(GAP)黏合剂的力学性能改良中的研究现状,包括聚乙二醇(PEG)、乙二醇/四氢呋喃共聚醚(PET)、3,3-双(叠氮甲基)氧丁环/四氢呋喃共聚物(BAMO/THF)、端羟基聚丁二醇(HTPB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在内的各种聚合物与GAP共混,通过调控反应条件得到化学交联网络,不同程度提高了黏合剂体系的力学性能。     

GAP与炔丙基三嗪的固化反应动力学研究

采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了炔丙基三嗪类新型多功能固化交联剂TPC与叠氮黏合剂GAP的固化反应动力学。根据所测量的不同升温速率的DSC曲线,采用Kissinger和Crane方程计算了GAP/TPC体系的动力学参数,建立了GAP/TPC体系的固化动力学方程。结果表明:TPC与GAP的固化反应为一级反应,反应级数n=0.935,表观活化能Ea=97.30 kJ/mol,表观频率因子A=2.38×1012min–1。     

GAP型交联改性双基推进剂黏合剂的力学性能

将GAP与异氰酸酯预聚后引入双基推进剂黏合剂中,研究了固化剂种类、R值、固化催化剂二月桂酸二丁基锡(T12)的含量和增塑比对黏合剂的交联网络结构参数RNB值和力学性能的影响。结果表明,随着R值以及(T12)含量的增大,黏合剂的RNB值增大。在与NC中活性-OH交联反应时,TDI的反应活性比IPDI的高。GAP-TDI/NC/NG胶片的最大抗拉强度和断裂延伸率分别可达1.09MPa和202.12%,Tg最低为-42.66℃。     

GAP高能推进剂工艺性能调节

分析了聚叠氮缩水甘油醚(GAP)高能推进剂工艺性能不佳的原因,提出了调节其工艺性能的技术途径,研究了氧化剂粒度级配、浇注温度、混合工艺、不同相对分子质量黏合剂组合使用、提高力学性能添加剂、固化催化剂和工艺助剂等对GAP高能推进剂工艺性能的影响,通过合理配置混合工艺、组合使用工艺助剂TE和力学性能添加剂TD,可有效改善GAP高能推进剂的工艺性能。     

GAP贫氧推进剂组合的常压热分解特性研究

采用DSC方法研究了GAP贫氧推进剂主要组分（AP、KP、AP／KP、GAP）的常压热分解特性,同时考察了TMO催化剂对上述体系热分解特性的影响。实验结果表明,TMO催化剂对GAP、AP和KP的催化作用不同。     

叠氮增塑剂与GAP黏合剂的相容性模拟计算

叠氮含能化合物在提高推进剂能量、改善燃烧性能、降低特征信号等方面优势明显,研究叠氮增塑剂与GAP的相容性可以促进叠氮含能化合物在推进剂中的应用。对6种叠氮含能化合物的生成热、玻璃化转变温度等进行了计算分析,探讨了它们作为含能增塑剂的使用性能。通过分子动力学模拟,发现6种叠氮化合物对内聚能密度和溶解度参数的贡献以范德华作用力为主,其贡献值约为静电力贡献值的1.0³.0倍。计算得到的目标叠氮化合物的溶解度参数与分子结构中的极性基团存在一定的正相关性,即极性基团含量越高,溶解度参数值越大。模拟模型中N100在GAP中的混溶均匀性都没有IPDI和MDI好,但GAP/N100、GAP/IPDI、GAP/MDI的溶解度参数均与纯GAP的相近。叠氮增塑剂DEGBAA与GAP、GAP/N100、GAP/IPDI、GAP/MDI之间的互溶性较理想,PEAA和TMNTA次之。DEGBAA的Tg和黏度都较低,更适合作GAP基推进剂的含能增塑剂。     

TKX-50在GAP基高能固体推进剂中的应用

为研究TKX-50对GAP基高能固体推进剂性能的影响,采用DSC-TG、50℃恒温贮存、摩擦感度、撞击感度、静电感度等方法研究了TKX-50与GAP基高能固体推进剂组分间安全性和相容性,并制备成TKX-50/GAP基高能固体推进剂药块,研究其密度、力学性能、安全性能、燃烧性能等,采用小型标准发动机研究其能量性能;通过DSC测试多种升温速率下的热分解性能,并使用Ozawa模型计算得到TKX-50的热分解活化能。结果表明,TKX-50与GAP黏合剂、AP、Al等相容性良好;TKX-50的热分解活化能为143.57kJ/mol;随着TKX-50含量的增加,25℃时TKX-50/GAP基高能固体推进剂的摩擦感度从100%降至44%,撞击感度从8.1J升至43.3J,静电感度变化不大,为16.0～42.0mJ;随着TKX-50含量的增加,25℃时TKX-50/GAP基高能固体推进剂的最大应力从0.65MPa降至0.35MPa,最大伸长率从25.5%升至34.33%,断裂伸长率从29.9%升至37.5%,模量从1.59MPa降至0.48MPa;低压段(3～9MPa)和高压段(12～25MPa)的燃速压强指数均呈现上升趋势,7MPa下静态燃速为17.2～18.0mm/s,低压段燃速压强指数为0.7～0.8,高压段燃速压强指数相对较高,最高达0.98。在6.86MPa下,动态燃速为21.07mm/s, BSFΦ165发动机实测比冲为256.7s。     

GAP贫氧推进剂组分的常压热分解特性研究

采用 DSC方法研究了 GAP贫氧推进剂主要组分 (AP、KP、AP/KP、GAP)的常压热分解特性 ,同时考察了 TMO催化剂对上述体系热分解特性的影响。实验结果表明 ,TMO催化剂对 GAP、AP和 KP的催化作用不同     

GAP型PU/PMMA聚合物互穿网络的力学性能研究

利用互穿聚合物网络技术 (IPN)对GAP粘合剂进行了力学性能改性 ,研究了组分比、引发剂用量、催化剂用量、固化参数、交联剂用量对以GAP为基体材料的PU/PMMA型IPN力学性能的影响 ;同时用动态力学谱 (DMA)分析了不同组分比下IPN的相容性     

用键合剂改善硝胺CMDB推进剂的力学性能

讨论了脱湿对硝胺CMDB推进剂力学性能的影响和脱湿机理,总结了改善硝胺CMDB推进剂力学性能的各种技术途径,认为键合剂是增强硝胺CMDB推进剂界面粘接、提高力学性能的有效和现实的技术途径,综述了键合剂的主要种类及其最新应用研究进展;分析了键合剂在硝胺CMDB推进剂中应用的难点和键合剂选择原则．表明在硝胺CMDB推进剂中应用键合剂是必要和可行的。     

改善高能硝胺发射药力学性能研究

为满足高膛压火炮对高能发射药力学性能的应用要求,优化了RGD7高能硝胺发射药基础配方的黏结剂体系,分析了高能固体填料RDX和NQ与黏结剂体系的界面粘结性能.用配方体系中加入键合剂方法改善了高能硝胺发射药的力学性能.     

KH550改善硝基胍发射药低温力学性能研究

为了改善硝基胍发射药的低温力学性能和燃烧稳定性,使用硅烷偶联剂(KH550)对硝基胍进行表面包覆处理,制备了KH550改性后的硝基胍发射药。采用扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了硝基胍被KH550包覆后的物理化学性质。采用简支梁抗冲击试验机、万能材料试验机及密闭爆发器试验测试了改性前后硝基胍发射药的常温与低温力学性能及燃烧性能。结果表明,KH550可以通过化学作用包覆在硝基胍表面,且在发射药的黏结体系中未出现团聚现象;包覆后的硝基胍热分解性能稳定,KH550的加入对硝基胍发射药的热分解性能影响不大;与原硝基胍发射药相比,改性硝基胍发射药在低温(-40℃)环境下的抗冲击强度、抗压缩强度和抗拉伸强度分别提高了34.22%、3.71%和11.5%。且改性硝基胍发射药低温(-40℃)的燃烧相对陡度降低,燃烧更加稳定。     

含CL-20 NEPE推进剂的力学性能

采用光电子能谱(XPS)和显微红外光谱(M IR)研究了4种键合剂(M APO,22#,HX-752,T 313)与CL-20的相互作用。结果表明,键合剂可以作为CL-20的包覆剂;由于海因和三聚异氰酸酯键合剂(22#)的环状结构以及具有较多的极性基团,对CL-20的包覆性最好。含CL-20的NEPE推进剂力学性能测试结果表明,22#键合剂对提高含CL-20的NEPE推进剂体系的力学性能非常有利,其拉伸强度和断裂延伸率均有较大的提高,分别增加了18.8%和103.4%。     

GAP黏合剂胶片力学性能的影响因素

应用静态拉伸、动态力学和核磁交联密度仪等方法研究了增塑剂正丁基硝氧乙基硝胺(BuNENA)、固化剂多异氰酸酯(N-100)和甲苯二异氰酸酯(TDI)、交联剂三羟甲基丙烷(TMP)、扩链剂1,4-丁二醇(BDO)对改性聚叠氮缩水甘油醚(GAP)黏合剂胶片力学性能的影响。结果表明,增塑比(Pl/Po)由0.6增至1.6,GAP黏合剂胶片的拉伸强度由0.22MPa降至0.06MPa,交联密度由6.7×10-5 mol/mL降至4.9×10-5 mol/mL,延伸率略有提升。调节N-100/TDI双固化体系,可提高GAP黏合剂胶片的强度和延伸率,当N-100和TDI的固化参数分别为0.36、1.44时,胶片强度和延伸率分别为0.24MPa和558.7%。加入质量分数0.5%的交联剂TMP可使GAP黏合剂胶片强度升至0.32MPa,延伸率降至278.5%。加入质量分数0.1%的扩链剂BDO,可使胶片强度和延伸率分别达到0.33MPa和323.1%。