一种改性HTPB固体推进剂的流变特性及其3D打印成型

快速发展的增材制造技术为固体推进剂传统浇注成型的柔性化、适应性差等问的解决题提供了有效途径。传统热固性固体推进剂的流平性好，无法逐层沉积成型。因而，为实现热固性固体推进剂的3D打印成型，本研究对其液相组分进行了改性，通过添加少量定型助剂共混改性端羟基聚丁二烯（HTPB），制备得到改性HTPB固体推进剂，并对其的流变特性进行了研究。结果表明，共混改性使黏合剂黏度、表观黏流活化能升高；改性HTPB固体推进剂流变特性符合Herschel-Bulkley方程，且流动性随温度升高而提高；同时，改性HTPB固体推进剂在室温下具有较高储能模量（＞10⁴ Pa）以及较小的损耗角正切（ω＜10 rad·s^-1，G″/G′＜0.5），整体不呈现流动性，且少量定型助剂对推进剂的热分解行为没有产生显著影响，实现了改性HTPB固体推进剂的3D打印成型。     

丁羟四组元推进剂的宽温围压单向拉伸力学行为

为了研究丁羟四组元推进剂在宽温围压条件下的单向拉伸力学性能，采用宽温-围压气体试验系统研究了不同温度（-50 ℃、20 ℃和70 ℃）、不同围压（0.1 MPa、2 MPa与8 MPa）与不同拉伸速率（100 mm·min^-1、1000 mm·min^-1和4200 mm·min^-1）下推进剂力学性能的变化规律。采用SEM扫描电镜与微米CT相结合的手段从细观层面分析宏观力学性能发展的内在细观原因，以此揭示外载荷对高固含量推进剂力学性能的影响机制。研究表明，常温与高温条件下，推进剂的损伤以“脱湿”为主；低温常压下则主要为“脱湿”和颗粒的韧断，当围压增大时会向颗粒的脆断转变，但延伸率随围压的增大仍然增大，分析认为主要是围压抑制了孔洞的产生和损伤的演化；在高围压不同拉伸速率下，常温和高温下推进剂表现出来的力学性能较为接近，这是因为高温会使粘合剂基体与固体填料之间的相互作用减弱，推进剂出现更严重的脱湿，而高围压则会抑制“脱湿”而减弱温度的影响；采用时压等效叠加原理（TPSP）进行最大抗拉强度主曲线拟合分析时，在低温-50 ℃条件下，时间-压强压位移因子与对应围压之间的关系并不符合标准形式，对于高固含量的推进剂而言TPSP叠加原理具有一定的使用局限性。