高燃速复合固体推进剂燃速催化剂防迁移研究

摘要

高燃速推进剂目前在载人飞船逃逸系统发动机和多种战术型号发动机上得到应用。在复合固体推进剂中最常用的燃速调节剂为二茂铁(Ferrocene)，作用是推进剂中的燃速催化剂，以增加推进剂燃烧速率，通常是将端羟基聚丁二烯(HTPB)和二茂铁(Ferrocene)直接以物理混合的方式进行混和，但是会因为端羟基聚丁二烯(HTPB)和烷基二茂铁(FerroceneAlkyl)两者之间并无化学键作用，推进剂在贮存一段时间之后，会因为缺少化学键作用的因素而发生结块现象及迁移现象，从而严重影响火箭发动机的内弹道性能。 本研究使用接枝二茂铁(Butacene)作为燃速催化剂，它是将二茂铁(Ferrocene)接枝在端羟基聚丁二烯(HTPB)聚合物分子上，从而具有双重作用，既提高了端羟基聚丁二烯(HTPB)基推进剂的燃速，同時又降低了二茂铁在推进剂中的迁移。以端羟基聚丁二烯(HTPB)为主链接枝二茂铁(Butacene)作为固体推进剂燃速催化剂，使二茂铁进入推进剂粘合交联固化基体体系内，可以使二茂铁(Ferrocene)主要分布在粘合剂与氧化剂的界面，提高二茂铁在推进剂中的均匀性，解决了二茂铁在推进剂中的挥发、迁移和重结晶问题，使内弹道稳定。通过推进剂配方试验研究两种燃速催化剂的催化效果和二茂铁在推进剂中的迁移情况。试验研究表明，使用接枝二茂铁(Butacene)替代烷基二茂铁，接枝二茂铁(Butacene)可以达到理想的燃烧催化效果，二茂铁在推进剂中的迁移得到大大改善。

目录

第一章选题目的和依据

1.1引言

1.2固体推进剂简介

1.2.1固体推进剂简介

1.2.2端羟基聚丁二烯(HTPB)简介

1.2.3燃速调节剂

1.2.4二茂铁(FERROCENE)简介

1.3研究背景

1.4本研究的目的和意义

1.5文献综述

第二章 本研究的思路和设想

2.1问题的提出

2.2研究思路

2.3Butacene的简介

2.4BATACENE合成技术途径

2.5BATACENE主要理化性能分析

第三章接枝二茂铁(BATACENE)的催化效果研究

3.1研究的目的及思路

3.2燃烧催化研究试验方案

3.3接枝二茂铁(Butacene)燃烧催化研究试验结果

3.4接枝二茂铁(Butacene)燃烧催化研究试验结果分析及结论

3.4.1推进剂静态燃速分析

3.4.2推进剂力学性能分析

3.4.3推进剂密度分析

3.5接枝二茂铁(Butacene)燃烧催化试验结论

第四章接枝二茂铁与烷基二茂铁的燃烧催化效果比较

4.1研究的目的及思路

4.2燃烧催化对比研究试验方案

4.3试验结果

4.4试验结果分析

4.4.1对推进剂燃烧性能的影响

4.4.2对推进剂力学性能的影响

4.4.3对推进剂工艺性能的影响

4.5结论

第五章接枝二茂铁(Butacene)的防迁移研究

5.1试验目的和方案

5.2具体试验条件及试验结果

5.3试验结果分析

5.4结论

结论

参考文献

附图附表清单

致谢词

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