发烟硝酸和航空煤油的胶凝化及凝胶性质的研究

摘要

该文以无机微纳米颗粒作为胶凝剂,制备了发烟硝酸凝胶和燃料凝胶,并研究了它们的凝胶性能.第一部分工作利用一种超细无机粉体作为胶凝剂,辅助于添加剂,制备了发烟硝酸凝胶.系统研究了胶凝剂的粒径大小、温度、添加剂等因素对凝胶形成的影响,并利用超声及简易装置对凝胶是否具有压力触变性进行了研究.结果表明:凝胶在超声和搅拌下具有触变性,而在连续加压时无明显的触变性;另外,该实验亦研究了形成凝胶的动力学过程,利用正交优化实验得到了较好的氧化剂凝胶配方.第二部分利用气相二氧化硅作为胶凝剂,辅助于添加剂,制备了航空煤油凝胶.讨论了表面活性剂、温度、搅拌速度、添加顺序、乳化时间等因素对凝胶形成的影响,用正交实验得到了热稳定性较好的凝胶配方.利用超声及简易装置对燃料凝胶的触变性和形成动力学进行了研究.研究表明:该凝胶在此条件下无触变性.为了减少凝胶燃料中非含能物质的含量,增加凝胶推进剂的比冲,第三部分工作利用具有可燃性的炭黑代替不燃烧的气相二氧化硅作为胶凝剂.为增加炭黑与航空煤油的相容性,在该部分工作中首先对炭黑进行了接枝改性,然后以改性炭黑为胶凝剂,在表面活性剂及添加剂存在下制备了炭黑/航空煤油凝胶.并对凝胶的性能进行了测试,结果表明:该凝胶体系在此条件下也无触变性.

目录

文摘

英文文摘

第一章推进剂概述

1.1凝胶推进剂的由来及优越性

1.2凝胶及凝胶推进剂

1.3凝胶推进剂的发展状况

1.3.1单元凝胶推进剂

1.3.2双元凝胶推进剂

1.4凝胶推进剂的稳定性及测试

1.5凝胶推进剂的流变特性及测试

1.6凝胶推进剂的发展方向及应用前景

第二章氧化剂凝胶的制备及性能研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1仪器和试剂

2.2.2氧化剂凝胶的制备

2.2.3凝胶的性能测定

2.3结果与讨论

2.3.1胶凝剂的粒径大小对形成凝胶的影响

2.3.2温度对氧化剂凝胶形成的影响

2.3.3添加剂对氧化剂凝胶形成的影响

2.3.4容器口径大小对形成胶凝的影响

2.3.5氧化剂凝胶的性能评价

2.3.6氧化剂凝胶配方的选取

2.4小结

第三章二氧化硅/航空煤油燃料凝胶的制备及性能研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1试剂与仪器

3.2.2二氧化硅/航空煤油凝胶体系的制备

3.3结果与讨论

3.3.1表面活性剂的选择

3.3.2温度对形成胶凝体系的影响

3.3.3搅拌速度对形成凝胶体系的影响

3.3.4添加顺序(Q)对形成凝胶凝体系的影响

3.3.5乳化时间对形成凝胶的影响

3.3.6添加剂(AD)对凝胶形成的影响

3.3.7凝胶的宏观照片

3.3.8正交实验

3.3.9凝胶体系的性能测定

3.4小结

第四章炭黑的表面修饰及其对航空煤油的凝胶化

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1试剂与仪器

4.2.2实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1炭黑表面醇羟基的引入

4.3.2 Ce4+/含羟基炭黑氧化还原体系引发醋酸乙烯酯的接枝聚合反应

4.3.3炭黑及接枝炭黑的红外光谱和热重分析

4.3.4接枝炭黑的分散稳定性研究

4.3.5炭黑及接枝炭黑对航空煤油的凝胶化

4.3.6羟基化炭黑对航空煤油的凝胶化比较

4.3.7接枝炭黑对航空煤油的凝胶化比较

4.4小结

总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果