硼粉中和改性对B/HTPB混合物流变性能影响研究

为减少硼粉表面的B2O3、H3BO3酸性杂质,无定形硼粉分别用氨水气相(B-1)、氨水液相(B-2)和NaOH溶液(B-3)进行了中和处理。通过HAAKE流变仪研究了中和硼粉B-1、B-2和B-3与HTPB混合物的流变特性,结果表明,随混合时间增加,B-1/HTPB混合物的表观黏度和屈服值增加快,B-2/HTPB混合物增加缓慢,B-3/HTPB混合物几乎不变。通过酸度、TG、IR、XRD等测试探讨了三种中和处理硼粉的机理,结果表明,B-1/HTPB流变性能的改善是由于硼粉表面物理吸附了NH3,其可能隔绝了H3BO3与HTPB的反应,而在混合过程NH3的脱附使B-1/HTPB混合物凝胶,流变性能变差,B-2/HTPB混合物流变性能的改善可能由于硼粉表面酸性H3BO3杂质与氨水生成了少量水溶性化合物,B-3/HTPB混合物良好的流变性能是由于NaOH溶液中和处理硼粉过程生成了水溶性的NaBO2,使硼粉表面的H3BO3杂质含量降低。     

HTPB推进剂危险性实验研究

依据联合国危险品分级方法,探讨了热刺激、机械刺激和冲击波刺激对低燃速HTPB推进剂、高燃速HTPB推进剂和四组元HTPB推进剂危险性的影响。结果表明,3种HTPB推进剂的热安定性良好,但对火焰热刺激均十分敏感,具有爆燃性;高燃速HTPB推进剂对机械刺激也极其敏感,摩擦感度(p)为96%,撞击感度特性(H50)为37.2 cm。在无约束条件下,3种HTPB推进剂裸药柱对雷管爆轰作用不敏感,而在钢管的强约束条件下,四组元HTPB推进剂对爆轰冲击波作用敏感,隔板值大于18mm。     

球形团聚硼颗粒制备工艺的优化

通过正交实验,对溶剂蒸发法制备球形团聚硼颗粒的工艺参数进行优化,研究了固化温度和固化时间对球形团聚硼颗粒的形态、平均粒径大小及其分布的影响,用扫描电子显微镜观察了球形团聚硼粉的外观形态。结果表明,团聚硼粒子的形态圆整,粒径可控且分布均匀。最佳制备工艺条件为:搅伴速度70 r/m in,工艺温度20℃,硼粉与黏合剂的质量比为9∶1,固化温度70℃,固化时间7 d。     

含CL-20的NEPE推进剂的燃烧性能

以CL-20、AP、Al粉和燃烧催化剂逐项添加的方式设计了递进配方[NB(PEG/NG/N-100/C2),NB/CL-20,NB/CL-20/AP,NB/CL-20/AP/Al,NB/CL-20/AP/Al/Ct],研究了含CL-20的NEPE推进剂的燃速特性及CL-20、AP、Al粉和燃烧催化剂对推进剂燃烧性能的影响,并与含RDX的NEPE推进剂的燃烧性能进行了比较。实验结果表明:CL-20取代RDX-NEPE推进剂中的RDX可使推进剂燃速大幅提高,但含CL-20的NEPE推进剂的压力指数高于含RDX的NEPE推进剂,且难以降低;AP质量百分含量为70%的NEPE推进剂NAP的燃速在4～10MPa范围内呈现一平台。将AP加入到含RDX的NEPE推进剂中和含CL-20的NEPE推进剂中能改善推进剂的氧系数,提高燃速,降低压力指数;高燃烧热的Al粉部分取代CL-20,在提高含CL-20的NEPE推进剂的燃速上,具有与CL-20相同的效果;催化剂PbCO3与Pb(NTO)2.H2O降低了含CL-20的NEPE推进剂的压力指数。     

含微米级AP的HTPB推进剂工艺性能和力学性能

制备了含微米级AP(质量分数大于50%)的HTPB推进剂药浆和标准试件,利用流变仪测试了+20℃和-40℃时药浆的表现黏度,用材料试验机测试了标准试件的力学性能,讨论了增塑比、AP粒度级配、键合剂等对HTPB推进剂工艺性能和力学性能的影响。结果表明,当增塑比为0.42、AP粒度级配采用25%的120μm AP、30%的6~8μm AP和20%的1μm AP时,推进剂样品6h的表观黏度为1 267Pa·s,低温延伸率达到38%。     

球形团聚硼颗粒的强度研究

以端羟基聚丁二烯（HTPB）为原材料,乙酸乙酯为溶剂,采用机械搅拌方法对无定形硼粉进行团聚改性处理,对球形团聚硼颗粒制备过程中不同工艺条件下的颗粒强度的影响因素进行了研究,获得了强度较高的球形团聚硼颗粒,最佳工艺条件为：搅拌速度为90r·min^-1,团聚工艺温度为30℃,黏结剂与硼粉的质量配比为10／90,固化催化剂的质量含量为0．02％,在此工艺条件下制备出的团聚硼颗粒形貌较好,颗粒强度较高。     

纳米Al/HTPB悬浮液的流变性能

为改善含纳米铝粉HTPB复合推进剂和PBX炸药的工艺性能,研究了纳米Al与HTPB悬浮液的流变性能,用RS-300流变仪研究了混合时间、混合比例、纳米Al粒度、表面活性剂等因素对悬浮液流变性能的影响.结果表明,在50℃恒温50h,HTPB的表观黏度值变化小,其表观黏度值变化不影响悬浮液的流变性能.随着纳米Al与HTPB质量比的增大和纳米铝粉粒度的减小,悬浮液的黏度系数减小,剪切速率指数增大,假塑性逐渐增强,悬浮液的流变性能变差.表面活性剂能显著降低纳米Al/HTPB悬浮液的初始混合表观黏度和屈服值.     

十氢十硼酸双四乙基铵的热行为及其与推进剂主要组分的相容性

用DSC和TG-DTG研究了十氢十硼酸双四乙基铵([(C2H5)4N]2B10H10,BHN)的热行为,并分别用DSC法和真空安定性法考察了BHN与推进剂主要组分六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)、奥克托今(HMX)、端羟基叠氮聚醚(GAP)、黑索今(RDX)、高氯酸铵(AP)、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮铅(NTO-Pb)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、癸二酸二异辛酯(DOS)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、己二酸酮(AD-Cu)、Al粉和Mg粉的相容性。结果表明,BHN的热分解存在一个主放热峰,10℃.min-1时的分解峰温为305.8℃,其与CL-20、HMX、GAP、RDX、AP、NTO-Pb、HTPB、DOS、IPDI、AD-Cu、Al粉和Mg粉等均相容,可与上述材料混合应用于火炸药的制备,但与TDI混合有中等反应现象。     

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。