PET燃气发生剂中的燃烧性能调节剂对工艺性能的影响

综合运用傅里叶红外仪、旋转型粘度计、量子化学计算等手段,研究了PET燃气发生剂体系中燃烧性能调节剂卡托辛(GFP)、氧化锌对PET燃气发生剂工艺性能的影响。结果表明,GFP对PET燃气发生剂工艺性能无影响,Zn O对PET燃气发生剂工艺性能有较大影响。单独的Zn O对PET/IPDI粘合剂体系固化催化作用不强,Zn O与燃气发生剂体系中的偶氮二甲酰胺配位后对PET/IPDI粘合剂体系、燃气发生剂体系中的聚氨酯固化反应均产生较强的正催化作用,是Zn O对PET燃气发生剂工艺性能影响的本质原因。     

不同粘合剂对燃气发生剂燃烧性能的影响

研究了不同粘合剂对燃气发生剂燃烧性能的影响。结果表明,聚丁二烯类燃气发生剂由低压段向高压段转变时,压强指数增幅较大;聚醚类燃气发生剂低压段向高压段转变时,压强指数增幅不大。造成该现象的原因是聚丁二烯类燃气发生剂燃烧时,粘合剂形成的熔化液流动性差,产生的气体可直接进入气相参与反应,导致反馈到燃面的热量升高,压强指数增幅变大;聚醚类粘合剂在燃烧时会产生流动性较好的熔化液覆盖其表面,阻碍了燃烧产生的气体进入气相参与反应,由低压转向高压时,压强指数变化不大。     

端羧基聚丁二烯(CTPB)推进剂的进展

用作优良粘合剂组份的端羧基聚丁二稀聚合物,由于其均匀的分子结构和化学反应性提供给推进剂良好的力学性能。本文是关于新的端羧基聚丁二稀和推进剂的进展。作者们共同研究的新CTPB 已从工业基地日本合成橡胶公司推荐给推进剂制造者。对日本合成橡胶公司的端羧基聚丁二稀的特性,特别是关于分子结构和粘合剂性能方面已进行了试验研究。     

GAP/AN燃气发生剂研制

为了满足火焰药起动器，燃气发生器的特殊要求，研制了一种排气洁净，无烟，无腐蚀，低燃温，低残渣的富能燃气发生剂配方。这种燃气发生剂以聚叠氮缩水甘油醚炎粘合剂，球形，相稳定的改性硝酸铵为氧化剂。该燃气发生剂热稳定性好，在大气中燃无可见烟雾，燃速为２．３－５．８ｍｍ／ｓ，燃速压强指数为０．５５燃温小于１２００℃，燃烧残渣含量为２．８％。力学性能满足使用要求。     

端羧基聚丁二烯推进剂的老化特性(第一部分:老化与交联特性)

本文研究了固化剂和防老剂对 CTPB 推进剂加速老化的影响。如果使用的固化剂在羧基当量以上,那么推进剂中过量的固化剂就起着填料的键合剂的作用,但其反应速度远远慢于粘合剂的固化速度。苯二胺类化合物(CTPB 粘合剂的稳定剂)不仅降低交联速度,而且也降低交联密度。推进剂中的少量水分,按一级反应使填料与粘合剂间的交联断裂,进而使聚合物解聚。CTPB 推进剂的交联密度约为1×10~(-3)克分子/(厘米)~3,比粘合剂的交联密度高一个数量级。     

宇航飞行器复合推进剂的发展

日本于1957年成功地发射了一枚小型探空火箭 K-3,这是日本第一枚复合固体推进剂火箭。从那时候以来,对复合固体推进剂进行了许多方面的研制。所研制的聚酯、聚硫、聚氨基甲酸酯以及聚丁二烯聚合物,均被广泛地作为探空火箭或卫星运载火箭的复合固体推进剂的粘合剂基体。日本研制的端羧基聚丁二烯(CTPB),在工艺性能、力学性能以及燃烧性能方面,均比其它聚合物好。这种聚合物(JSR·CTPB S-21)已经应用到日本典型的宇航飞行器中,例如 M-3 A、TT-500A、M-13等。另一方面 HTPB 最近作为一种新的优良的聚丁二烯粘合剂材料已引起人们极大的兴趣。它已用于目前正在研制的一些火箭发动机中。通过我们的共同努力,新的 HTPB 聚合物已经进入实用阶段。正在研制的高性能的远地点发动机(ABM)就使用这种 HTPB 推进剂。     

含能粘合剂研究的新进展

新型含能粘合剂的研发对提高固体火箭推进剂的能量及性能有着重要的作用。本文根据国内外近年来在新型含能粘合剂研究方面取得的新进展,按照聚合物侧链所含取代基的不同,分别介绍了叠氮基聚醚粘合剂、硝酸酯粘合剂及其他几种含能粘合剂,对这些粘合剂的应用及性能进行了综合比较与讨论,最后展望了含能粘合剂技术的发展趋势,认为GAP、PGN等粘合剂将是21世纪初高能推进剂、低特征信号推进剂使用的主要品种。     

PET型燃气发生剂热老化特性初探

采用单向拉伸、动态力学分析(DMA)、热重法-差示扫描量热法(TG-DSC)联用及热流微量量热计(HFMC)等表征方法,研究了PET型燃气发生剂的热老化特性。结果表明,随老化时间延长,该燃气发生剂最大抗拉强σm、高温段(α转变温度)储能模量E′增大,延伸率εm、损耗因子tanδ降低。TG-DSC实验发现,该燃气发生剂老化初期存在增塑剂损失,高温老化样品表面发黑和HFMC实验表明,可能存在以放热效应为标志的后固化和热氧化(炭化)反应。因此,除增塑剂挥发造成的物理老化外,热老化初期发生的后固化和热氧化(炭化)反应是PET型燃气发生剂力学性能变化的主要原因。     

国外GAP推进剂研制现状

综述了缩水甘油叠氮聚醚(GAP)及其推进剂的热、力学及弹道性能,GAP推进剂有较高的燃速和能量,但其燃速压强指数和温度敏感系数偏高。GAP推进剂的力学性能较差,改性GAP和支化GAP更具吸引力。GAP推进剂可用于燃气发生剂、微烟推进剂、高能推进剂及改性双基推进剂。     

丁羟推进剂粘合剂网络结构调控方法探讨

把扩链剂的使用作为调整丁羟推进剂粘合剂网络及其形态结构的一个重要手段。采用扩链剂、交联剂和真实固化参数(Rt)等综合的方法调控丁羟推进剂性能,可望比单纯控制名义固化参数(Ro)获得更好的力学性能及其稳定性。推导了丁羟推进剂粘合剂系统网络调整的通用计算公式和各种特定条件下的计算公式。     

端羟基GAP粘合剂的合成及其性能表征综述

综述了端羟基 GAP 粘合剂的合成方法及其性能表征.认为支链 GAP、改性 GAP能够改善 GAP 推进剂的力学性能.GAP 粘合剂的性能表征包括理化结构参数及安全性能的表征等.     

热塑性聚氨酯复合固体推进剂

采用与硝化甘油(NG)具有良好相溶性的热塑性聚氨酯弹性体(TPUE)为粘合剂制备了热塑性复合固体推进剂。对热塑性复合固体推进剂的能量性能、力学性能、燃烧性能进行了研究分析。结果表明制备的热塑性复合固体推进剂具有高的理论比冲,可高于265s,具有优良燃烧性能及良好力学性能。     

GAP推进剂力学性能初步研究

对缩水甘油叠氮聚醚（ＧＡＰ）推进剂的特点进行了分析，并对其力学性能调节进行了初步实验研究。结果发明：由于ＧＡＰ粘合剂可侧链的影响，使推进剂力学性能水平较低，因而必须对其进行改性。引入适当的交联剂，扩链剂及键合剂可使ＧＡＰ推进剂力学性能达到较高的水平。     

纤维素甘油醚硝酸酯在双基推进剂中的应用

纤维素甘油醚硝酸酯NGEC是一种改性硝化棉,以NGEC为粘合剂代替NC,采用传统的无溶剂法制备了NGEC基改性双基推进剂。研究了以NGEC为粘合剂的改性双基推进剂的力学、燃烧和弹道性能及燃烧波结构。结果表明,NGEC具有较好的热塑性,NGEC基改性双基推进剂加工性能优良,其低温-40℃延伸率可达相同配方NC基改性双基推进剂的1.5倍以上,其推进剂弹道性能稳定,燃烧性能和燃烧波结构与NC基推进剂相似。因此,NGEC作为含能粘合剂代替NC,可用于改善改性双基推进剂性能的研究。     

复合催化剂对PET型燃气发生剂燃烧性能的影响

通过催化剂的筛选及燃烧性能试验,得到了一种较好的复合催化剂GP/ZC。试验结果表明,复合催化剂GP/ZC既能一定程度上提高PET型燃气发生剂燃速(9 MPa下燃速最高达7.4 mm/s),又能大幅度降低PET型燃气发生剂压强指数(压强指数最低降到0.19)。     

ATP/BPS交联体合成及性能研究

以丁二酸和丙炔醇为原料,合成出了丁二酸双丙炔醇酯( BPS),借助于叠氮基与炔基叁键之间的1,3-偶极环加成反应,完成了对叠氮粘合剂ATP 的交联固化。由于异氰脲酸酯基团的引入, ATP 基聚三唑交联体力学性能明显优于GAP基聚三唑。在研究的范围内,常温抗拉强度为0.792~2.05 MPa,延伸率为90%~70%。其中,90.27%ATP/9.73%BPS配方具有较好的综合性能。     

丁羟粘合剂体系化学结构与力学性能的相关性

利用傅立叶转换红外光谱(FTIR),交联密度及力学性能的测试,研究了丁羟粘合剂体系在高温老化过程中的化学反应、结构变化及其对力学性能的影响规律。研究发现,粘合剂体系的网络交联密度与力学性能之间有着很强的相关性,以老化时间为桥梁,可建立丁羟粘合剂体系交联密度与力学性能之间的相关模型,利用该模型可由粘合剂体系的网络交联密度预估其力学性能。     

从聚硫到丁羧—固体推进剂粘合剂化学的主要变化

从1945年到1949年,液体聚硫粘合剂的复合同体推进剂,由于它在硫化前易于加工,在硫化后具有良好的机械性能和粘合强度,因而达到了可以扩大生产的工艺水平。这些发展导致了浇注——壳体粘结方法,在五十年代成功的用在一些火箭发动机上。到1954年,开始合成含有可固化官能团的液体聚丁二烯粘合剂。聚丁二烯最终取代聚硫粘合剂,有如下几个原因:较高的比冲、优良的老化性能及较好的高、低温机械性能。本文评述了这些配方的发展历史,并介绍了从乙基缩甲醛、丁基缩甲醛、丁醚聚硫到聚丁二烯丙烯酸(PBAA)、聚丁二烯丙烯腈(PBAN)和端羧聚丁二烯(CTPB)的变革原因。给出了典型配方实例、性能及其存在的问题。     

燃气发生剂应用流场模拟试验配方研究

通过理论计算和试验研究了应用流场模拟试验用的燃气发生剂配方的各组分对推进剂性能的影响。得出黑索今，草酸铵及燃速催化剂卡托辛在该配方体系中对推进剂燃烧性能的作用规律。     

高密度高强度丁羟推进剂配方及工艺性研究

介绍了高密度、高强度丁羟推进剂的研制。采用一种被称为STR的活性基增强剂来增强HTPB、TDI粘合剂体系的固化网络。用不同含量Cu、Cr、Pb、Fe离子进行压强指数调节,优化了粒度级配,使推进剂具有如下优良特性:固体含量>89%、密度达到1.84g/cm3、20℃抗拉强度σm≈4MPa、良好的工艺性和流变性能、并且在70℃高温下贮存2a力学性能无明显下降。