高固体含量高强度丁羟推进剂工艺调节技术研究

阐述不同燃速的高固体含量高强度丁羟推进剂的工艺调节技术,研制出了中低燃速、中燃速和高燃速3种燃速范围,固体质量分数≥90%、20℃最大抗拉强度≥2.5MPa的丁羟推进剂配方,其工艺性能良好,并成功应用于高性能固体火箭发动机。     

某发动机装药丁羟推进剂研制

本文开展丁羟推进剂研究,通过对固体填料级配的科学合理调整及工艺助剂的使用,使工艺性能得到很大改善、通过键合剂的合理复配,使力学性能显著提高,同时使用二茂铁衍生物提高燃速的试验研究,研制出力学性能、燃烧性能稳定,工艺性能良好的丁羟推进剂配方,可满足某型号发动机燃烧室装药技术要求.     

丁羟高燃速推进剂配方研究

介绍丁羟高燃速推进剂研究的必要性和主要技术途径。重点阐述了已经研制出的燃速为80mm/s(6.85MPa)的丁羟高燃速配方。该配方不仅燃速高,而且综合性能良好,有实用价值。     

HTPB/AP复合推进剂冲击波点火实验研究

根据增效射孔器的实际作用,以AP-丁羟（HTPB/AP）复合推进剂为研究对象,利用隔板试验研究了冲击波对AP-丁羟复合推进剂的点火性能,结果表明,合理控制冲击波强度能够使AP-丁羟复合推进剂可靠点燃,并为其它推进剂的点火提供了一种新方法.     

湿老化对丁羟推进剂力学性能的影响

为了研究湿老化对丁羟推进剂力学性能的影响,在10、30、50℃以及多种相对湿度条件下进行了丁羟推进剂的湿老化试验,对湿老化后的推进剂试样进行了力学性能测试,研究了温度在湿老化过程中的作用以及相对湿度对湿老化速度和力学性能下降程度的影响。结果表明,随着湿老化时间的增加,推进剂的力学性能逐渐下降;湿老化温度相同时,相对湿度越大相对抗拉强度的下降速度越快,下降程度也越大;相对湿度相近时,温度越高相对抗拉强度的下降速度越快。     

高能丁羟推进剂用键合剂分子设计与应用

针对不同丁羟推进剂配方特点 ,设计合成几种新型键合剂 ,并分别在这些推进剂中试用。结果表明 :键合剂结构不同 ,对推进剂高、低、常温力学性能的影响也不同。同时还初步探讨了这些键合剂的键合机理     

室温固化催化剂的研制和在固体推进剂中的应用

研制了 3种有机金属化合物TEPB p、TEPB m和TEPB o,均为白色结晶 ,纯度 >99.0 %。通过热分析方法、推进剂配方工艺研究与性能测试 ,探讨了它们对NEPE和丁羟固体推进剂固化反应的催化作用。结果表明 ,其催化活性高 ,能降低固化反应温度 ,能使推进剂药浆在室温 (35℃或 35～ 4 0℃ )保温 7～ 8d完全固化 ,并使获得的推进剂具有良好力学性能 ,因而它们可用作室温固化催化剂。     

高拉伸强度高延伸率丁羟弹性体的研究

综述了高拉伸强度高延伸率丁羟弹性体的几种改性方法。用自制的二聚脂肪酸二异氰酸酯（DDI）为固化剂制备的丁羟弹性体胶片具有优异的力学性能,最大拉伸强度达9.02 MPa,该强度下的延伸率达1 000%。指出以DDI为高性能固化剂的＂DDI固化体系＂是制备高拉伸强度高延伸率丁羟弹性体最为有效的途径,使用具有不同官能度的液体端羟基聚丁二烯进行复配的＂丁羟双模体系＂将是高强度高延伸率丁羟推进剂的主要研究方向。     

高强度、高燃速丁羟推进剂配方工艺研究

对高不挥发物质量分数、高强度、高燃速丁羟推进剂进行了配方研究。采用了HTPB(端羟基聚丁二烯)、TDI(甲苯二异氰酸酯)黏合剂体系及STR增强剂的固化网络,选用SX-1助剂以改善工艺性能,通过优化AP级配、调节混合工艺程序等方法,使推进剂具有不挥发物质量分数88%、密度1.82g/cm3、20℃抗拉强度σm3MPa、65℃抗拉强度σm≥2.3MPa,燃速35mm/s的良好性能,并具有药浆初始黏度低,工艺流动流平性好的特点。     

特种丁羟工艺助剂的使用性能

用锥板黏度计和落球黏度计监测HTPB推进剂组分的黏度及实时固化剂TDI的消耗速度,研究了特种丁羟工艺助剂HG的组成、含量对丁羟复合固体推进剂药浆的流动性、黏度增长速度、固化特性等的影响。实验结果表明,HG能显著改进含高阻湿键合剂等丁羟预聚体配方的工艺性能,而叉保持优良的固化特性和力学性能。TDI固化剂消耗速度的监测初步证明,这些改进作用由HG干扰固化反应或所谓的类固化反应所致。     

Butacene在丁羟高燃速推进剂中的应用研究

研究了Butacene(皮特辛)在丁羟高燃速推进剂配方中的催化效率和迁移特性。结果表明,含皮特辛的配方工艺性能优良;在铁含量相当的情况下,燃速比卡托辛配方高3~4 mm/s,催化效果优于卡托辛;贮存过程中铁含量基本未变,燃速最大变化只有6.24%,防迁移性明显优于卡托辛配方。Butacene可作为高效不迁移燃速催化剂应用于丁羟高燃速推进剂配方。     

丁羟推进剂高压燃速及其调控方法研究进展

从丁羟推进剂的燃烧波结构出发,分析了高低压下推进剂燃烧火焰结构和燃面结构的变化,并借助燃速表达式阐明气固两相的传热传质是影响燃速的重要因素。综述了HTPB、AP粒径分布、RDX和HMX粒径等对丁羟推进剂高压燃速的影响,总结了金属氧化物、二茂铁及其衍生物、纳米催化剂、碳材料及其复合物、复合燃速调节剂在燃烧性能调控方面的研究进展,并分析了高压下丁羟推进剂发生燃速突增的可能原因。最后指出今后应加强以下几方面研究：(1)研究配方对丁羟推进剂高压燃烧性能的影响,阐明燃速拐点压强的变化规律;(2)研究压强对丁羟推进剂中各个组分燃烧特性以及组分之间相互作用的影响;(3)开发新型燃速调节剂,实现对丁羟推进剂高压燃烧性能的有效调控。     

N-(2-羟乙基)-2-恶唑烷酮的合成及应用

通过均匀设计实验,二乙醇胺与碳酸二甲酯反应合成了硼酸酯键合剂中间体N-(2-羟乙基)-2-恶唑烷酮;用SPSS软件处理实验数据,确定了合成N-(2-羟乙基)-2-恶唑烷酮收率与各反应因素的回归方程。得到其最优反应条件为碳酸二甲酯与二乙醇胺摩尔比：1.3:1,催化剂甲醇钠占二乙醇胺质量分数的0.50%,反应温度60℃,反应时间60min;在此条件下,N-(2-羟乙基)-2-恶唑烷酮收率达98.2%。以N-(2-羟乙基)-2-恶唑烷酮和二乙醇胺共混合成的硼酸酯键合剂（BEBA）以相同的工艺和配方应用于5 L丁羟四组元推进剂装药实验,结果显示：推进剂常温、高温各项力学性能指标均高于发动机设计要求15％,高温黏附指数φ为1.02,其综合力学性能优于醇胺类键合剂LAB-303B、二乙醇胺硼酸酯键合剂BAG-5及海因三嗪类键合剂BA603。     

组分对高能HTPB推进剂燃烧性能和力学性能的影响

通过调整氧化剂AP粒径与含量、键合剂及R值，研究了固体质量分数为90％的HTPB推进剂的燃烧性能和力学性能。结果表明，在HTPB推进剂能量性能得到提高的同时，推进剂的燃烧性能和力学性能也得到了较好的保证。高固体含量下HTPB推进剂的燃烧和力学性能随配方调节呈现出较为明显的规律。推进剂的燃烧性能稳定，燃速和压力指数可调，压力指数控制在0．30～0．40；分别测定了高温（60℃）、常温（20℃）和低温（-40℃）力学性能，高温、低温和常温下的拉伸强度一般均大于1．0MPa，低温延伸率最高可达74．7％。     

报废丁羟推进剂的再利用研究进展

丁羟推进剂是一种危险的高含能材料,在军事方面应用颇多。随着我国军事方面的加强建设,枪支弹药储备数量增多,废弃丁羟推进剂也不断增多。研究废弃丁羟推进剂的回收再利用,及时处理且回收利用不仅能够避免发生燃烧、爆炸等事故,而且回收废弃丁羟推进剂中的有效成分,改型应用于其他领域。本文介绍了传统对于报废丁羟推进剂的处理方法和针对报废丁羟推进剂中有效成分的回收技术,最后浅析废弃丁羟推进剂的再利用发展方向。     

丁羟三组元推进剂的增材制造及性能研究

针对传统浇注成型与直写式3D打印对固体推进剂药浆工艺性能要求相冲突的问题,为实现小型药柱的3D打印,采用添加少量定型助剂(YJ)的方法对丁羟三组元推进剂配方进行改性,对改性前后推进剂的工艺性能、力学性能、燃烧性能和能量性能进行对比分析,并探究了YJ对推进剂性能的影响。结果表明,改性后的推进剂药浆具备可控挤出和室温堆积的流变特性;YJ的加入使得推进剂在20、70℃下的最大抗拉强度分别降低0.1和0.15MPa,断裂伸长率分别增加了12.7%和9.9%,表明YJ对其力学性能影响显著;此外,实验及理论计算表明,YJ对推进剂的燃烧性能和能量性能影响甚微,燃速最大降低0.24mm/s,能量变化幅度均在1%以内;表明定型助剂(YJ)的加入不仅使药浆满足3D打印要求,而且对原始推进剂的整体性能没有显著负面影响。     

少烟低特征信号推进剂用高效键合剂研究

针对丁羟(HTPB)推进剂配方中添加少烟消焰材料用于改善其烟雾特性,造成配方体系界面复杂、药柱力学性能不佳的问题,选用多乙烯多胺和氯乙醇为原料,合成了多胺多羟基中间体;以低相对分子质量二元醇和硼酸三正丁酯为原料,合成了环状硼酸酯中间体;采用多胺多羟基中间体和环状硼酸酯中间体为原料,合成了3种新型键合剂。将其应用于HTPB推进剂装药配方试验,结果表明,相比在用的硼酸酯键合剂BA—5—JH,新合成的键合剂均能显著提高推进剂的常、高、低温力学性能,改善药浆的工艺性能,其中BA—2效果最佳。     

含硝酸铯丁羟推进剂的燃烧性能与电学特性

为研究磁流体发电机用推进剂的燃烧性能与电学特性,用量热法、靶线法与微波干涉法测试了不同配方丁羟推进剂的燃烧热、压强指数及燃烧产物的电子浓度值,分析了硝酸铯、Al和AP含量对丁羟推进剂燃烧热、燃速及电子浓度的影响。结果表明,随硝酸铯含量的增加,推进剂燃烧热逐渐降低,当铝粉质量分数为18%,硝酸铯质量分数低于6%时,燃烧热为6000kJ/kg;AP含量对压强指数有较大影响,当AP质量分数从61.1%增至63.15%时,推进剂的压强指数提高13%以上。硝酸铯可显著提高推进剂燃烧产物的电子浓度,使其平均电子浓度增至1.9×10~(12)cm~(-3),较不含硝酸铯盐相同配方的推进剂的燃烧产物提高1000倍以上。     

壳体粘结型低特征信号固体推进剂力学性能研究

系统研究了粘结剂、交联剂、增塑剂、键合剂对交联型低特征信号固体推进剂力学性能的影响 ,结果表明 ,该推进剂 +2 0℃拉伸强度σm≥ 0 .8MPa,- 4 0℃延伸率εm≥ 40 %     

分子筛改性NEPE推进剂丁羟包覆层研究

通过机械共混法制备了分子筛改性NEPE推进剂丁羟包覆层,该包覆层具有良好的力学性能。研究了填料变化对包覆层力学性能的影响,讨论了分子筛改性机理,并优化了包覆层中填料含量。结果表明,丁羟包覆层中分子筛和二氧化钛质量分数均为20％时,包覆层的力学性能最好,其拉伸强度为3．96MPa,断裂延伸率为629．91％,且抗硝化甘油迁移性能良好。