HTPB推进剂

摘要： 为了获得固体发动机在立式贮存条件下药柱的结构响应特性,针对HTPB复合固体推进剂开展了不同应力水平下的蠕变试验,并拟合了蠕变本构模型。采用建立的推进剂蠕变本构模型对某发动机开展了立式贮存条件下的结构响应分析,获得了贮存过程中发动机药柱应力应变变化规律。针对该发动机设计开展了为期2周的立式贮存试验,测试获得了贮存过程中药柱前后端面的下沉位移变化,并与仿真结果进行了对比。结果表明,建立的推进剂蠕变本构模型可以较好地模拟药柱立贮过程中的蠕变响应,贮存过程中前人工脱黏层根部位置处为药柱的结构薄弱位置,立式贮存1年后其药柱底部端面轴向下沉位移约为1.38 mm。

摘要： 针对某型四组元HTPB推进剂的热分解特性,运用微分法和积分法对差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)试验数据进行了计算。运用Malek法对该型四组元HTPB推进剂的热分解试验数据进行分析,推导出了该型推进剂热分解的最概然机理函数。计算结果表明:该型推进剂的热爆炸临界温度T_(b)=206.59°C,自加速分解温度T_(SADT)=204.86°C,推进剂的指前因子A=5.645×10^(17),推进剂活化能约在(187.30~205.51)×10^(3) J·mol^(-1);该型推进剂热分解反应是一个连续分阶段的自催化n级反应,n=2,拟合计算得到推进剂的动力学方程分别为:dα/dt=3.38×10^(5)(0.179-1.041α+2.593α^(2)-1.792α^(3))/T^(2);推进剂热安全性和热安定性较为良好,但是RDX的加入一定程度上会降低推进剂的热安全性和热安定性。

摘要： 为兼顾淹没式空化水射流倒空固体发动机装药的安全性和高效性,在淹没空化水射流破碎HTPB推进剂方坯实验基础上,提出应用最优拉丁超立方抽样方法并结合BP神经网络训练方法和带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)实现破碎工艺的多目标优化;以质量损失速率和耗水量为优化目标,以破碎装置系统的入射压力、靶距、喷嘴直径、破碎时间影响因素作为设计变量,通过NSGA-II算法获得Pareto优化解集。结果表明,该优化解集可为不同工况条件下的淹没式空化水射流质量损失率和耗水量的匹配提供多种方案,缩短寻找适宜工艺参数的时间,并获得本实验设计变量范围内一组实现较小耗水量获得较大质量损失率的最优工艺参数组合,在此工艺条件下,HTPB质量损失率与耗水量比值为8.3 g/L。

摘要： 针对海军战术导弹固体火箭发动机端羟基聚丁二烯(hydroxyl-terminatedpolybutadiene,HTPB)推进剂老化问题,对HTPB推进剂粘结体系的老化及防护进行探讨。对丁羟聚氨酯热氧老化机理及影响因素进行介绍,分别从物理防护与防老剂的化学防护2方面概述了HTPB推进剂粘结体系的防护。从老化实验、仪器分析及分子模拟3方面对老化及防护的研究方法进行了总结,并对分子模拟技术在HTPB推进剂老化及防护研究的应用前景进行展望。该研究对未来HTPB推进剂的防老化及导弹贮存、使用性能的提高有一定指导意义。

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： 为解决异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)型端羟基聚丁二烯(HTPB)/衬层/玻璃钢(FRP)粘接体系中近界面推进剂软化问题,采用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、凝胶含量以及界面粘接性能测试等方法,研究了IPDI型HTPB推进剂与玻璃钢(FRP)绝热层界面粘接性能及增强技术。结果表明,IPDI型HTPB推进剂/衬层/玻璃钢粘接体系的近界面推进剂易形成弱强度层,通过在玻璃钢与衬层间增加一层富含异氰酸根活性基团的胶粘剂BN-01,可显著增强近界面推进剂强度,改善界面粘接性能,当胶粘剂BN-01成型厚度为0.06 mm时,近界面推进剂凝胶含量提高了47.8%,联合扯离强度提高了71.0%,燃烧室装药界面粘接质量良好。

摘要： 为了探寻超声波无损检测技术在复合固体推进剂材料方面的应用与发展,理论上基于三元件标准线性体模型推导研究了粘弹体波动方程,得到超声波声速和衰减系数与弹性常数和粘滞系数等力学性能参数之间的关系式;开展了70°C高温加速老化试验,进行了超声检测试验,并结合单轴拉伸力学性能试验,得出了超声波纵波速度和衰减系数与最大抗拉强度和最大伸长率之间的拟合关系式,拟合度较高。结果表明,超声波的纵波速度随老化时间总体呈上升趋势,衰减系数随老化时间总体呈下降趋势;拟合结果为最大抗拉强度与纵波速度和最大伸长率与衰减系数均成正相关,最大抗拉强度与衰减系数和最大伸长率与纵波速度均成负相关。利用超声波纵波速度和衰减系数来检测、评估HTPB复合固体推进剂配方的老化特性合理可行,研究成果可为采用超声波无损检测技术检测和评估HTPB复合固体推进剂的力学性能状态提供参考依据。

摘要： 研究了基于不同阶Prony级数的粘弹性本构方程对HTPB推进剂力学响应模拟产生的影响。根据试验结果,建立了HTPB推进剂5~10阶Prony级数模型,在不同拉伸速率下针对模型进行仿真并与试验结果进行比较。研究表明,各拉伸速率下数值模拟精度随Prony级数阶数的增多而提高,这一现象在低拉伸速率下更为明显。根据仿真与试验对比结果,当Prony级数运用于计算拉伸速率大于500 mm/min工况时,其阶数应不小于7阶;当计算拉伸速率低于10 mm/min工况时,其阶数应不小于9阶;当拉伸速率介于二者之间时,应根据计算需求优先选择高阶级数。

摘要： 针对HTPB推进剂开展了不同加载应力和加载频率下的疲劳试验,并结合红外热成像系统实时监测疲劳试验中材料的表面温升,分析疲劳损伤对HTPB推进剂力学性能的影响.结果表明,随着循环次数的增加,HTPB推进剂应力—应变曲线滞回圈逐渐右移,表明峰值点和谷点的应变都在不断增加,疲劳峰值应变呈现三阶段的发展规律:初始变形阶段、稳定发展阶段和加速阶段;非弹性效应会造成不可逆的热力学现象,产生的能量绝大部分以黏性耗散的形式释放,是造成推进剂温度变化的主要原因;HTPB推进剂的初始弹性模量、屈服应力和最大抗拉强度随循环加载次数越多衰减越大,微观层面上主要是由于疲劳过程中颗粒与基体粘结界面出现"脱湿"现象,逐渐形成微孔洞和微裂纹,最终发展汇聚成宏观裂纹而失效.

摘要： 为了拓展动态热机械法(DMA)在复合固体推进剂老化研究中的应用,采用单轴拉伸法、DMA法分析了HT-PB/Al/AP推进剂力学性能随老化时间延长的变化规律,以及推进剂在70°C和80°C加速老化的动态力学性能变化;以3个高斯函数峰描述了-100～80°C的tanδ曲线,探讨了tanδ在高温区域的峰(α峰)的物理意义.结果表明,α峰是粘附在固体填料表面的黏合剂层松弛引起的,在HTPB/Al/AP推进剂老化过程中,氧化交联反应使黏合剂网络交联密度提高,导致该黏合剂层运动能力进一步受限,因而α峰随老化而降低;基线修正后的α峰面积可以用于评估HTPB/Al/AP推进剂的老化动力学,计算的表观活化能(Ea)为66.87kJ/mol.

摘要： In order to investigate the ignition mechanism of HTPB propellants under high pressure waterjet, HTPB propellant of different formulas was used under high-pressure water jet impact research, conducted SEM analysis and infrared spectra analysis to the propellant before and after impact. The results showed that the surface morphology and composition of HTPB propellant was changed during the process of the impact of high-pressure waterjet, and propellant was chemical changed, and the composition of ammonium perchlorate and ferrocene affected the chemical change significantly.

摘要： In order to investigate the ignition mechanism of HTPB propellants under high pressure waterjet, HTPB propellant of different formulas was used under high-pressure water jet impact research, conducted SEM analysis and infrared spectra analysis to the propellant before and after impact. The results showed that the surface morphology and composition of HTPB propellant was changed during the process of the impact of high-pressure waterjet, and propellant was chemical changed, and the composition of ammonium perchlorate and ferrocene affected the chemical change significantly.

摘要： In order to investigate the ignition mechanism of HTPB propellants under high pressure waterjet, HTPB propellant of different formulas was used under high-pressure water jet impact research, conducted SEM analysis and infrared spectra analysis to the propellant before and after impact. The results showed that the surface morphology and composition of HTPB propellant was changed during the process of the impact of high-pressure waterjet, and propellant was chemical changed, and the composition of ammonium perchlorate and ferrocene affected the chemical change significantly.

摘要： In order to investigate the ignition mechanism of HTPB propellants under high pressure waterjet, HTPB propellant of different formulas was used under high-pressure water jet impact research, conducted SEM analysis and infrared spectra analysis to the propellant before and after impact. The results showed that the surface morphology and composition of HTPB propellant was changed during the process of the impact of high-pressure waterjet, and propellant was chemical changed, and the composition of ammonium perchlorate and ferrocene affected the chemical change significantly.

摘要： 为研究HTPB推进剂含裂纹试件的断裂性能,开展了推进剂松弛试验和含型裂纹试件J 积分试验,拟合得到了HTPB推进剂松弛模量,计算了推进剂试件起裂点J积分值.建立了推进剂含裂纹试件有限元模型,应用等效积分区域法计算了推进剂试件含不同长度?型裂纹起裂点J 积分值,与实验值进行了对比.结果表明:建立的HTPB 推进剂试件有限元模型是正确的,应用等效积分区域法计算的J积分值与实验值之间相对误差不超过10%.

摘要： 为研究HTPB推进剂含裂纹试件的断裂性能,开展了推进剂松弛试验和含型裂纹试件J 积分试验,拟合得到了HTPB推进剂松弛模量,计算了推进剂试件起裂点J积分值.建立了推进剂含裂纹试件有限元模型,应用等效积分区域法计算了推进剂试件含不同长度?型裂纹起裂点J 积分值,与实验值进行了对比.结果表明:建立的HTPB 推进剂试件有限元模型是正确的,应用等效积分区域法计算的J积分值与实验值之间相对误差不超过10%.

摘要： 为研究HTPB推进剂含裂纹试件的断裂性能,开展了推进剂松弛试验和含型裂纹试件J 积分试验,拟合得到了HTPB推进剂松弛模量,计算了推进剂试件起裂点J积分值.建立了推进剂含裂纹试件有限元模型,应用等效积分区域法计算了推进剂试件含不同长度?型裂纹起裂点J 积分值,与实验值进行了对比.结果表明:建立的HTPB 推进剂试件有限元模型是正确的,应用等效积分区域法计算的J积分值与实验值之间相对误差不超过10%.

摘要： 为研究HTPB推进剂含裂纹试件的断裂性能,开展了推进剂松弛试验和含型裂纹试件J 积分试验,拟合得到了HTPB推进剂松弛模量,计算了推进剂试件起裂点J积分值.建立了推进剂含裂纹试件有限元模型,应用等效积分区域法计算了推进剂试件含不同长度?型裂纹起裂点J 积分值,与实验值进行了对比.结果表明:建立的HTPB 推进剂试件有限元模型是正确的,应用等效积分区域法计算的J积分值与实验值之间相对误差不超过10%.

摘要： 为研究HTPB推进剂含裂纹试件的断裂性能,开展了推进剂松弛试验和含型裂纹试件J 积分试验,拟合得到了HTPB推进剂松弛模量,计算了推进剂试件起裂点J积分值.建立了推进剂含裂纹试件有限元模型,应用等效积分区域法计算了推进剂试件含不同长度?型裂纹起裂点J 积分值,与实验值进行了对比.结果表明:建立的HTPB 推进剂试件有限元模型是正确的,应用等效积分区域法计算的J积分值与实验值之间相对误差不超过10%.

摘要： 介绍了Butacene与二茂铁类催化剂在HTPB推进剂中的迁移性对比试验,考察了Butacene在HTPB推进剂中的应用情况。研究表明,Butacene具有优良的抗迁移性,可有效提高HTPB推进剂燃速,不同Butacene用量对HTPB推进剂力学性能及工艺性能影响不同。

摘要： 本发明公开了一种微波‑表面活性剂辅助提取报废HTPB推进剂中高氯酸铵的方法，涉及报废推进剂组分回收技术领域。步骤如下：（1）推进剂破碎；（2）推进剂置于水：无水乙醇：石油醚体积比为1:1:1的混合溶液中浸泡溶胀10~24h，温度33~48°C，溶胀后，抽滤；（3）向推进剂中加入蒸馏水，推进剂与蒸馏水的质量比为1：10~15，加入占蒸馏水1~2wt%的十二烷基三甲基溴化铵，搅拌，然后置于微波功率400~800W的微波反应器中提取30~50S，趁热抽滤；（4）对溶胀后与提取后得到的滤液合并，二次过滤后蒸发结晶，得到高氯酸铵。运用本方法，高氯酸铵的提取率高，提取快速，安全环保，成本低，并且本方法所需的均为常见试剂和仪器，操作方法简单易行，适合大规模应用。

摘要： 提供了一种工艺性能改善的高固含量DDI‑HTPB推进剂，在以DDI为固化剂且固含量高于86％的丁羟推进剂中加入少量高反应活性的异氰酸酯固化剂和固化催化剂，该高反应活性固化剂占丁羟推进剂的质量百分比含量为0.06％～0.25％。在该推进剂的加工工艺中，提前固化剂的加入时间。本发明可以在不提高混合温度不增加总混合时间的情况下，显著改善以DDI为固化剂的丁羟推进剂的工艺性能，使推进剂药浆在50°C下保温5h粘度低于1200Pa·s，满足扩大装药对推进剂工艺性能的要求。

摘要： 本发明公开了一种超声辅助提取报废四组元HTPB推进剂中高氯酸铵的方法，涉及报废推进剂组分回收技术领域。步骤如下：（1）推进剂破碎；（2）推进剂置于水：无水乙醇：石油醚体积比为1:1:1的混合溶液中浸泡溶胀10~24h，温度33~48°C；（3）溶胀后，抽滤，向推进剂中加入蒸馏水，推进剂与蒸馏水的质量比为1：10~15，加入占蒸馏水1~1.5wt%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌提取1~3h，然后浸泡提取1~3h，最后置于720W~960W超声波中提取1~3h；提取过程中水温48°C；（4）提取后，抽滤，对溶胀后与提取后得到的滤液合并，二次过滤后蒸发结晶，得到高氯酸铵。运用本方法，高氯酸铵的提取率高，提取快速，安全环保，成本低，并且本方法所需的均为常见试剂和仪器，操作方法简单易行，适合大规模应用。

摘要： 一种改善TMXDI‑HTPB推进剂工艺性能的方法及产品，为在该体系中加入工艺助剂ZnAR，该助剂占丁羟推进剂的质量百分比含量为0.01%~0.2%。同时提高药浆的混合温度，提前固化剂的加入时间。本发明可以在不增加总混合时间的情况下显著改善以TMXDI为固化剂的推进剂的工艺性能，提高生产效率，且推进剂具有较好的力学性能，可以满足实际应用的需要，为以低毒固化剂TMXDI替代有毒的固化剂TDI或IPDI奠定基础。

摘要： 本发明提供了一种用于HTPB基炸药及推进剂的复合增塑剂及制备方法，所述复合增塑剂含有己二酸二辛酯和液体石蜡；以该复合增塑剂的总重量为基准，所述己二酸二辛酯的含量为1～99重量％，优选为20～80重量％，所述液体石蜡的含量为1～99重量％，优选为20～80重量％。所述制备方法包括：对己二酸二辛酯和液体石蜡进行减压加热旋蒸处理，得到所述复合增塑剂。本发明的复合增塑剂与HTPB互溶性好，含水量低、纯度高，燃烧热值高，真空安定性好，将其用于HTPB基浇注炸药及推进剂时，炸药固含量高，力学性能可调控，工艺性好，且制备耗时短，能耗低。

摘要： 本发明公开了一种微波‑表面活性剂辅助提取报废HTPB推进剂中高氯酸铵的方法，涉及报废推进剂组分回收技术领域。步骤如下：（1）推进剂破碎；（2）推进剂置于水：无水乙醇：石油醚体积比为1:1:1的混合溶液中浸泡溶胀10~24h，温度33~48°C，溶胀后，抽滤；（3）向推进剂中加入蒸馏水，推进剂与蒸馏水的质量比为1：10~15，加入占蒸馏水1~2wt%的十二烷基三甲基溴化铵，搅拌，然后置于微波功率400~800W的微波反应器中提取30~50S，趁热抽滤；（4）对溶胀后与提取后得到的滤液合并，二次过滤后蒸发结晶，得到高氯酸铵。运用本方法，高氯酸铵的提取率高，提取快速，安全环保，成本低，并且本方法所需的均为常见试剂和仪器，操作方法简单易行，适合大规模应用。

摘要： 提供了一种工艺性能改善的高固含量DDI‑HTPB推进剂，在以DDI为固化剂且固含量高于86％的丁羟推进剂中加入少量高反应活性的异氰酸酯固化剂和固化催化剂，该高反应活性固化剂占丁羟推进剂的质量百分比含量为0.06％～0.25％。在该推进剂的加工工艺中，提前固化剂的加入时间。本发明可以在不提高混合温度不增加总混合时间的情况下，显著改善以DDI为固化剂的丁羟推进剂的工艺性能，使推进剂药浆在50°C下保温5h粘度低于1200Pa·s，满足扩大装药对推进剂工艺性能的要求。

摘要： 本发明公开了一种超声辅助提取报废四组元HTPB推进剂中高氯酸铵的方法，涉及报废推进剂组分回收技术领域。步骤如下：（1）推进剂破碎；（2）推进剂置于水：无水乙醇：石油醚体积比为1:1:1的混合溶液中浸泡溶胀10~24h，温度33~48°C；（3）溶胀后，抽滤，向推进剂中加入蒸馏水，推进剂与蒸馏水的质量比为1：10~15，加入占蒸馏水1~1.5wt%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌提取1~3h，然后浸泡提取1~3h，最后置于720W~960W超声波中提取1~3h；提取过程中水温48°C；（4）提取后，抽滤，对溶胀后与提取后得到的滤液合并，二次过滤后蒸发结晶，得到高氯酸铵。运用本方法，高氯酸铵的提取率高，提取快速，安全环保，成本低，并且本方法所需的均为常见试剂和仪器，操作方法简单易行，适合大规模应用。

摘要： 一种改善TMXDI‑HTPB推进剂工艺性能的方法及产品，为在该体系中加入工艺助剂ZnAR，该助剂占丁羟推进剂的质量百分比含量为0.01%~0.2%。同时提高药浆的混合温度，提前固化剂的加入时间。本发明可以在不增加总混合时间的情况下显著改善以TMXDI为固化剂的推进剂的工艺性能，提高生产效率，且推进剂具有较好的力学性能，可以满足实际应用的需要，为以低毒固化剂TMXDI替代有毒的固化剂TDI或IPDI奠定基础。

摘要： 本发明提供了一种用于HTPB基炸药及推进剂的复合增塑剂及制备方法，所述复合增塑剂含有己二酸二辛酯和液体石蜡；以该复合增塑剂的总重量为基准，所述己二酸二辛酯的含量为1～99重量％，优选为20～80重量％，所述液体石蜡的含量为1～99重量％，优选为20～80重量％。所述制备方法包括：对己二酸二辛酯和液体石蜡进行减压加热旋蒸处理，得到所述复合增塑剂。本发明的复合增塑剂与HTPB互溶性好，含水量低、纯度高，燃烧热值高，真空安定性好，将其用于HTPB基浇注炸药及推进剂时，炸药固含量高，力学性能可调控，工艺性好，且制备耗时短，能耗低。