分子动力学及热分析方法研究CL-20与推进剂主要组分的相互作用

采用分子动力学模拟(MD)计算与差示扫描量热法(DSC)相结合,研究六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)与推进剂主要组分间的相互作用,用理论键长变化趋势分析实验结果。分子动力学模拟计算键长变化趋势结果表明,CL-20与黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)混合体系的引发键N—NO2键最大键长Lmax随温度升高显著的单调递增,且当CL-20与RDX、HMX共混后,键长普遍增大,更容易断裂分解;而CL-20与硝化棉(NC)、硝化甘油(NG)共混后各个键长均与单质状态下存在时的键长相比变化不大,一些键长均小于其单质状态下存在时的键长,推测CL-20与NG、NC键混合后稳定性较好,不易发生键的断裂分解。DSC结果表明,CL-20与RDX和HMX之间在大于156℃的较高温度条件下存在强烈的相互作用,CL-20与NG、NC之间没有明显的化学作用。     

固体推进剂用硝酸酯增塑剂的热安定机制研究进展

从硝酸酯在固体推进剂中的应用角度综述了硝酸酯的热分解机理和热安定机制的国内外研究进展。硝酸酯的热分解机理国内外均集中于非等温高温热分解行为和热分解动力学研究,对于使用温度下的硝酸酯的等温热分解机理、反应动力学和产物分布等方向研究相对较少;对于硝酸酯热安定机制的研究主要集中于苯胺型和苯脲型安定剂的初步安定效果探索,其后期安定机理、整体反应动力学过程以及安定剂和硝酸酯的定量配比关系的研究未见文献报道。截至目前,国内外已形成硝酸酯两步热分解机制——硝酸酯键的断裂与硝酸酯的自催化;初步探索出苯胺型和苯脲型安定剂前期安定作用过程,其中,苯胺型安定剂初步安定机制为安定剂氨基上的氢与二氧化氮结合生成HNO₂和N自由基,而后安定剂的N自由基结合NO,苯脲型安定剂安定机制为安定剂发生C-硝化和N-硝化吸收氮氧化物。但上述国内外研究成果尚不足以支撑硝酸酯热安定控制技术及固体推进剂高温可靠使用调控技术等研究。基于此,文章提出应将使用温度下的硝酸酯等温热分解热行为和热安定机制作为硝酸酯基础应用的重点研究方向的研究建议。     

HTPE推进剂慢速烤燃及其热分解特性

利用差示扫描量热(DSC)、热重(TG)和慢速烤燃试验,对比HTPB推进剂热分解和慢速烤燃结果,分析了HTPE推进剂的热分解特性与慢速烤燃行为的关系。结果表明,HTPE推进剂比HTPB推进剂更容易发生热分解反应,且慢烤响应时间比HTPB推进剂提前40 min,响应温度降低44℃;缓和剂BABE能使推进剂在低于AP发生分解反应(169℃)前发生分解反应,避免了AP热分解形成的气孔的影响,可大幅度减缓推进剂慢烤的响应程度。HTPE推进剂能通过慢速烤燃响应结果为燃烧,通过慢烤试验。