丁羟推进剂

摘要： 为研究典型丁羟推进剂在非冲击作用下的点火机理,基于三项式点火增长反应速率模型,对丁羟推进剂进行小落锤试验的数值模拟,分析整个撞击过程中推进剂的动态力学响应,得到在不同落锤质量、落高加载条件下的σ-t曲线。研究结果表明:落高40 cm的σ-t曲线与有关文献实验结果吻合较好,可以很好地模拟丁羟推进剂在非冲击作用下的力学响应。

摘要： 为研究典型丁羟推进剂在低压冲击作用下的点火机理,基于热点理论,建立了该型推进剂落锤试验的三维仿真模型,采用有限元计算方法和三项式点火增长反应速率模型对丁羟推进剂的落锤试验进行数值模拟,分析整个撞击过程中推进剂的点火反应和动态力学响应。研究结果表明,在整个撞击过程中,由于受冲击后推进剂径向变形,剪切应力集中分布在推进剂上、下表面边缘区域,摩擦应力产生局部热量集中形成热点,引起推进剂发生点火及爆炸。计算得到了,在落高为75 cm时,10 kg落锤撞击丁羟推进剂的起爆阈值为540.2 MPa^(2)·s。

摘要： 为了深入研究壳体材料、推进剂配方、药柱m数、初始温度等因素对丁羟类推进剂固体火箭发动机的整机可靠性结果的影响,进行了多台钢壳体和碳纤维壳体发动机在-40、20、60°C下的地面点火验证试验。试验发现,该类发动机在-40°C低温下点火易发生失效,且失效多发生在点火信号发出后的压强上升阶段。为此,对各发动机低温点火下的药柱内孔点火应变速率进行了计算。结果表明,失效的主要原因是推进剂低温延伸率偏低,难以适应点火增压过程引起的高应变条件。

摘要： 为提高丁羟推进剂的力学性能,利用有机蒙脱土(OMMT)可被端羟基聚丁二烯(HTPB)剥离为纳米片层的特性,将OMMT引入到HTPB推进剂中,制备了OMMT改性的HTPB推进剂;利用拉伸试验机、流变仪研究了OMMT的引入对推进剂力学性能和流变性能的影响。结果表明,OMMT的引入可以显著提高HTPB推进剂的力学性能,同时起到增强增韧的效果,当在HTPB中引入质量分数2%的OMMT时,推进剂的力学性能最佳,最大拉伸强度和断裂伸长率分别提高了约78%和21%,其原因在于在黏结剂基体中,蒙脱土以纳米片层的形式存在于体系中,增强黏结剂基体的力学性能,从而提高推进剂的力学性能;OMMT的引入还可改善推进剂药浆的工艺性能,降低OMMT推进剂药浆的混合黏度,并加快推进剂药浆的固化速率。引入OMMT后,推进剂药浆的适用期由6.25h降至4.16h。

摘要： 从丁羟推进剂的燃烧波结构出发,分析了高低压下推进剂燃烧火焰结构和燃面结构的变化,并借助燃速表达式阐明气固两相的传热传质是影响燃速的重要因素。综述了HTPB、AP粒径分布、RDX和HMX粒径等对丁羟推进剂高压燃速的影响,总结了金属氧化物、二茂铁及其衍生物、纳米催化剂、碳材料及其复合物、复合燃速调节剂在燃烧性能调控方面的研究进展,并分析了高压下丁羟推进剂发生燃速突增的可能原因。最后指出今后应加强以下几方面研究:(1)研究配方对丁羟推进剂高压燃烧性能的影响,阐明燃速拐点压强的变化规律;(2)研究压强对丁羟推进剂中各个组分燃烧特性以及组分之间相互作用的影响;(3)开发新型燃速调节剂,实现对丁羟推进剂高压燃烧性能的有效调控。

摘要： 在多羟基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB)的基础上,向其分子结构中引入硼酸酯基团,制备出多硼酸酯基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB-B);通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物的结构进行表征,并对产物的黏度、玻璃化温度、羟值、胺值等理化性质进行了分析;研究了 AEHTPB-B对黏合剂基体力学性能的影响,并通过装药实验探究了 AEHTPB-B对丁羟四组元推进剂力学性能及燃烧性能的影响,分析了 AEHTPB-B对不同填料的键合效果.结果表明,AEHTPB-B可提高黏合剂基体强度,还可同时对高氯酸铵(AP)及黑索金(RDX)填料起键合作用,有效改善丁羟四组元推进剂的力学性能;当AEHTPB-B质量分数为8％时,常温下推进剂拉伸强度(σm)可提升29.2％,最大伸长率(εm)可提升63.3％,推进剂燃速降低11.7％.

摘要： 发展了一种采用新型高金属粉丁羟推进剂消氢发动机,该发动机可通过产生高温金属粒子流,消除以液氢为燃料的火箭发射前排出的低温氢气的危险.该发动机在小于0.2 MPa特低压下工作时,存在点火延迟、"喘振"不稳定燃烧和火焰无金属粒子流现象.分析了引起发动机点火延迟和"喘振"的原因;从理论上探讨了影响低压下发动机点火延迟的因素,得到换热系数影响最显著;通过引入高燃速引燃药和降低点火峰值压强,解决了发动机点火延迟和"喘振"的问题,发动机点火延迟时间由大于3 s降低到600 ms左右,发动机燃烧稳定;通过选用合适的金属粒子、推进剂配方燃温和长尾管结构,解决了金属粒子流发生问题,可稳定喷射出1141 K的高温金属粒子流,实现了消除火箭周围低温氢气的目的.

摘要： 在多羟基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB)基础上,通过羟基的氰乙基化反应,制备了一种多氰基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB-CN).通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物的结构进行表征,并对产物的黏度、玻璃化温度、羟值、胺值等理化性质进行了分析.考察了AEHTPB-CN对黏合剂基体力学性能的影响,并通过装药实验探究了AEHTPB-CN对丁羟推进剂力学性能及燃烧性能的影响.结果表明,AEHTPB-CN的加入可有效提高HTPB弹性体的拉伸强度,其原因是AEHTPB-CN分子中的氰基与氨基甲酸酯基团形成氢键,提高了弹性体的内聚能密度.装药实验结果表明AEHTPB-CN在丁羟三组元、丁羟四组元推进剂中均表现出良好的键合、降速效果.添加AEHTPB-CN后可使丁羟三组元推进剂常温环境下拉伸强度提升43.3％,伸长率提升91.3％,推进剂燃烧速度降低11.4％;可使丁羟四组元推进剂拉伸强度提升35.4％,伸长率提升62.0％,推进剂燃烧速度降低10.5％.

摘要： 对低烧蚀四组元推进剂进行了配方研究.采用了HTPB、TDI黏合剂体系及新型助剂的固化网络,通过优化多级配AP、细Al粉含量低、调节燃速催化剂等方法,使推进剂在固体含量、密度、20°C力学性能和延伸率等各项性能测试数据均处于较好水平,燃速在一定范围内可调.经地面热试车验证,本项目四组元推进剂燃气烧蚀冲刷相对三组元推进剂发动机烧蚀较轻,且两者比冲相当.

摘要： 为进一步提升丁羟推进剂的力学性能,开展了阴离子丁羟胶在推进剂中的探索研究。阴离子丁羟胶与自由基丁羟胶相容性良好,采用阴离子丁羟胶部分取代自由基丁羟胶,同时优化阴离子丁羟胶的用量及相对分子质量,以提高推进剂的力学性能。通过固化催化剂的使用,解决了含阴离子丁羟胶的推进剂固化温度偏高、反应活性不匹配的问题。初步研究表明,与全自由基丁羟胶推进剂相比,含阴离子丁羟胶的推进剂在强度相当的情况下,最大伸长率可提高5%以上,改善了推进剂工艺性能,且不影响其燃烧性能。新型固化催化剂的使用,可将含阴离子丁羟胶推进剂的固化条件与全自由基丁羟胶推进剂保持一致,并保持良好的老化性能。

摘要： 本文从细粒度AP粒径控制、性能预示等方面研究了高燃速丁羟推进剂装药燃速控制技术,获得较好的控制效果,指出细粒度AP粒径变化是造成高燃速推进剂燃速波动的重要原因，在常规的燃速控制技术基础之上，通过时间t与d43,JP三者的关系，估算确定装药工艺参数是有效保证高燃速推进剂燃速性能设计要求的有效技术措施。

摘要： 采用动态热机械分析仪测定了A、B两种相同固含量(87％)不同高氯酸铵(AP)粒度及级配丁羟推进剂的动态力学性能,从微相分离的角度探讨了影响推进剂力学性能的原因.研究表明:高氯酸铵粒度及级配对推进剂黏合剂体系的相分离程度影响显著,细颗粒高氯酸铵含量的增加使黏合剂体系相分离增加,降低了推进剂的力学性能.A推进剂AP粒度及级配为:280～450μm/105～154μm/5～10μm,30/10/19,20°C拉伸强度0.85MPa,伸长率43.2％,-40°C伸长率45.3％;B推进剂AP粒度及级配为:280～450μm/105～154μm/16～18μm,42/13/4,20°C拉伸强度0.87MPa,伸长率53.5％,-40°C伸长率68.2％.

摘要： 用拉伸实验测试了热加速老化后丁羟推进剂的力学性能,用扯离实验测试了热加速老化后丁羟推进剂粘接试件的扯离强度,得到了最大延伸率、最大抗拉强度和扯离强度与老化时间的关系,以及最大延伸率、最大抗拉强度和扯离强度等性能变化与老化时间的关系.结果表明,HTPB推进剂最大延伸率随老化时间延长呈降低趋势;老化温度越高,后固化、氧化交联和降解断链反应越迅速剧烈,导致推进剂最大延伸率降低幅度越大;老化温度在55°C和65°C时,HTPB推进剂最大抗拉强度有逐渐增大的过程;老化温度在75°C和85°C时,未发现最大抗拉强度逐渐增大过程,而是急剧减小;加速老化温度过高,丁羟推进剂热加速老化机理可能存在差异.随着老化时间的延长,扯离强度呈降低趋势;在相同老化时间下,老化温度升高,扯离强度越低.

摘要： 研究了球形高氯酸铵表面十二烷基硫酸钠(SDS)含量及外加SDS对低燃速丁羟推进剂力学性能的影响。研究结果表明：随着球形高氯酸铵表面十二烷基硫酸钠含量及外加SDS量的增加，低燃速丁羟推进剂的力学性能显著下降，同时探讨了这种效应的相关机制。

摘要： 本文对连续浇铸式丁羟推进剂组合装药的最大抗拉强度进行分析。通过均匀设计法进行推进剂配方设计，考察了HTPB种类、固化剂种类、固化参数变化对组合推进剂装药最大抗拉强度的影响。进行了参数回归分析，得到了组合装药常温、高温最大抗拉强度的显著影响因素。分析结果表明：对于连续浇铸的制备方式，组合装药的最大抗拉强度取决于组合中两种推进剂固有力学性能，尤其受到最大抗拉强度较低的推进剂的影响。拉伸试验时断裂发生强度较低的那种推进剂内部，说明界面对连续浇铸式组合装药的最大抗拉强度无显著影响，装药界面可以获得较好的粘接效果。

摘要： 以丁羟推进剂为例，从其化学组分及结构特征的变化，以及这些变化所产生的效应等几个方面为识别判据，综述了推进剂老化化学识别研究的国内外进展，指出了值得进一步深入研究的问题，并展望了其发展前景。

摘要： 本文通过分析影响固体火箭发动机贮存寿命的主要部件，着重分析了对影响丁羟推进剂寿命的主要因素进行了综合分析，讨论了温度、组分迁移以及载荷对推进剂的影响规律。

摘要： 高氯酸铵作为丁羟推进剂最基本组元，AP为金属燃料和粘结剂的燃烧提供所需氧，是主要的能源，其含量达到60～80%，对推进剂的性能和工艺有重大影响。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,借助Materials Studio软件中的CASTEP模块优化AP晶体的几何结构,计算能带结构和态密度,分析认为经过优化晶格参数得到调整,高氯酸根的四个C1-0键长和铵根四个N-H键长不完全相等,高氯酸根和铵根几何构型比正四面体结构略有偏差;禁带宽度值约为10ev,判断AP是绝缘体;模拟计算结果与实验观测、理论分析相符,为AP优异性能的发挥提供了理论依据.

摘要： 通过研究降速剂J与推进剂组分之间的相容性，并采用两种包覆方法处理J，开展了改善推进剂工艺性能的研究，阐述了J影响推进剂工艺性能的机理。结果表明在低燃速HTPB推进剂中，通过包覆处理J，改善了推进剂工艺性能，提高了降速剂用量，增大了降速幅度。

摘要： 本论文基于粘流曲线对不同批次的自由基型HTPB的微观结构差异进行了分析,并通过GPC测试进行了验证,结果表明:(1)不同批次的自由基型HTPB官能度及其分布可能有较大差异,其单官能度分子含量范围可以从0％到24％,二官能度分子含量可以从50％到81％,三官能度分子含量可以从10％到19％,这可能是造成推进剂力学性能差异的重要原因.(2)不同批次的的自由基型HTPB循环结构的排列和相对含量、分子量及其分布等差异性不大.(3)利用粘度曲线对HTPB微观结构的分析与GPC测试得出的结论基本一致,准确度较高.

摘要： 本发明公开了一种丁羟无铝推进剂及其制备方法，该原料包括按质量分数计的粘合剂7.5%~8.0%，增塑剂2.5%~3.5%，固化剂0.5%~1.0%，氧化剂63%~74%，硝胺炸药10%~20%，燃速催化剂1.5%~2.5%，燃烧稳定剂1.0%~3.0%，其原料还包括0.5%~2%的燃速调节剂，燃速调节剂为有机钡盐、金刚烷胺衍生物、二茂铁基季铵盐中的一种或多种。本发明提供的丁羟无铝推进剂具有少烟低特征信号，在16MPa~24MPa范围内具有较低的燃速压强指数，保证了高压强发动机工作的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种丁羟固体推进剂光热复合固化快速3D打印成型方法，向粘合剂、固体燃料、氧化剂为主要原料的丁羟粘合剂体系推进剂体系中引入少量光引发剂、热引发剂、固化催化剂，将混合后的物料输送到固定喷头处，控制打印平台运动以及喷头处物料挤出，对挤出的待固化物料同时进行加热和紫外光照射，以提高预固化的速度和效果，最后将打印成型样品在恒温箱中进行后固化。该方法的特点是直接向丁羟粘合剂体系引入少量的固化助剂，提高预固化速度和效果，缩短后固化时间，提高整体打印成型的速度。

摘要： 一种提高丁羟推进剂力学性能的方法及制备的丁羟推进剂，在丁羟推进剂中加入阴离子丁羟胶以替代部分自由基丁羟胶，并加入固化催化剂；所述阴离子丁羟胶是指通过阴离子法合成的二官能度端羟基聚丁二烯。推进剂各组份的质量百分比含量为：AHTPB1.0%～10.0%；HTPB1.0%～10.0%；固化剂：0.5%～1.5%；氧化剂AP55.0%～85.0%；金属燃料Al粉：5.0%～20%；增塑剂：1.0%～6%；固化催化剂：0.01%~0.1%等；本发明可显著提高推进剂的力学性能，改善推进剂的工艺性能和老化性能，且不影响推进剂的其他性能，可用于满足各类火箭，战略、战术导弹对推进剂力学性能提出的越来越高的要求。

摘要： 本发明涉及一种降低丁羟推进剂固化温度的方法及丁羟推进剂，通过在以TMXDI为固化剂的丁羟推进剂中加入一定量的高效铋类固化催化剂，并给出了高效铋类固化催化剂的具体组份及优化用量，可将以TMXDI为固化剂的丁羟推进剂的固化温度由使用常用固化催化剂三苯基铋TPB时的70°C降低至50°C，显著降低固化降温过程中的热应力及固化成本；此外本发明提供以端羟基聚丁二烯HTPB为粘合剂、以TMXDI为固化剂、以高效铋类物质为固化催化剂的丁羟推进剂，通过对丁羟推进剂中各组份及含量的优化设计，显著降低以TMXDI为固化剂的推进剂的固化温度，缩小了固化温度与发动机工作温度间的温度差，从而降低推进剂在固化降温过程中的热应力，同时推进剂仍保持优异的力学性能和老化性能。

摘要： 一种提高丁羟推进剂力学性能的方法及制备的丁羟推进剂，在丁羟推进剂中加入阴离子丁羟胶以替代部分自由基丁羟胶，并加入固化催化剂；所述阴离子丁羟胶是指通过阴离子法合成的二官能度端羟基聚丁二烯。推进剂各组份的质量百分比含量为：AHTPB1.0%～10.0%；HTPB1.0%～10.0%；固化剂：0.5%～1.5%；氧化剂AP55.0%～85.0%；金属燃料Al粉：5.0%～20%；增塑剂：1.0%～6%；固化催化剂：0.01%~0.1%等；本发明可显著提高推进剂的力学性能，改善推进剂的工艺性能和老化性能，且不影响推进剂的其他性能，可用于满足各类火箭，战略、战术导弹对推进剂力学性能提出的越来越高的要求。

摘要： 本发明涉及一种降低丁羟推进剂固化温度的方法及丁羟推进剂，通过在以TMXDI为固化剂的丁羟推进剂中加入一定量的高效铋类固化催化剂，并给出了高效铋类固化催化剂的具体组份及优化用量，可将以TMXDI为固化剂的丁羟推进剂的固化温度由使用常用固化催化剂三苯基铋TPB时的70°C降低至50°C，显著降低固化降温过程中的热应力及固化成本；此外本发明提供以端羟基聚丁二烯HTPB为粘合剂、以TMXDI为固化剂、以高效铋类物质为固化催化剂的丁羟推进剂，通过对丁羟推进剂中各组份及含量的优化设计，显著降低以TMXDI为固化剂的推进剂的固化温度，缩小了固化温度与发动机工作温度间的温度差，从而降低推进剂在固化降温过程中的热应力，同时推进剂仍保持优异的力学性能和老化性能。

摘要： 本发明提供了一种测定二茂铁类燃速催化剂在丁羟推进剂中迁移性的方法，包括：根据实验目的设计HTPB推进剂的配方；制备采用设计配方的“三明治”试件，所述“三明治”试件包括封端管模具M、以及封端管模具中的两层聚氨酯弹性体层和单层推进剂层，单层推进剂层位于两层聚氨酯弹性体层之间；在设定温度条件下，对“三明治”试件进行加速迁移试验；通过原子发射光谱法测定下层聚氨酯弹性体中铁的质量含量ω测；确定单组推进剂层中二茂铁类燃速催化剂的原始量，用设计配方推进剂体系中二茂铁类燃速催化剂的质量摩尔浓度，即铁的质量含量ω始来表征，以ω测与ω始之比Q来表征迁移率，用于评价二茂铁类燃速催化剂的迁移性能。

摘要： 提供了一种以端羟基聚丁二烯(简称HTPB)为粘合剂、以二聚脂肪酸二异氰酸酯(简称DDI)为固化剂、以高效铋类物质为固化催化剂的丁羟推进剂，通过在以DDI为固化剂的丁羟推进剂中加入一定量的高效铋类固化催化剂，并给出了高效铋类固化催化剂的具体结构及优化用量，同时通过对丁羟推进剂中各组份及含量的优化设计，可将以DDI为固化剂的丁羟推进剂的固化温度由使用常用固化催化剂三苯基铋(简称TPB)时的60°C降低至50°C以下，缩小了固化温度与发动机工作温度间的温度差，显著降低固化降温过程中的热应力及固化成本；同时推进剂仍保持适当的适应期及优异的力学性能和老化性能。

摘要： 本发明提供一种丁羟推进剂II界面游离固化剂含量测试方法，包括以下步骤：S1、对所述丁羟推进剂II界面游离固化剂进行衍生化预处理；S2、配制内标物溶液；S3、采用高效液相色谱仪进行内标法分离测试。本发明提供的丁羟推进剂II界面游离固化剂含量测试方法，不仅建立了一种全新的测试技术，填补了丁羟推进剂中游离固化剂含量测试方面的空白，且该方法简便易行，仪器条件较易实现，具有较好的分离效率和选择性，测试精度高，可靠性强。

摘要： 本发明提供了一种提高IPDI型丁羟推进剂与衬层界面粘接性能的方法，以IPDI为固化剂的衬层半固化后，其表面采用增塑剂稀释后的IPDI溶液进行喷涂处理，再按照传统工艺进行浇注、固化。增塑剂为癸二酸二异辛酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯的一种或几种组合。且增塑剂稀释后的IPDI溶液中IPDI的质量分数为30%~70%，其余为增塑剂；IPDI的含量根据环境温湿度进行调整，环境增加时，提升IPDI的比例。本发明通过将配制好的增塑剂/IPDI溶液均匀喷涂在半固化的衬层上，然后再按照传统方式进行浇注、硫化。在不改变原有衬层、推进剂配方基础上，显著提升IPDI型丁羟衬层/推进剂界面粘接性能。