凝胶推进剂及其流变特性研究进展

凝胶推进剂的流变特性,是限制凝胶推进剂的加注、雾化、混合和燃烧效率的关键因素之一。综述了以含能粉末、高分子胶凝剂、无机SiO2颗粒以及新型小分子胶凝剂(LMWG)为胶凝剂对液体推进剂中燃料、氧化剂和添加剂组分的凝胶化进展。采用含能粉末能够制备凝胶推进剂,有利于获得可触变性能、点火和燃烧效率,但是粉末材料使用量较大,容易沉降,长期储存稳定性较差。聚合物类胶凝剂由于分子结构稳定,可制备稳定性高的凝胶推进剂,且自身可燃,但是黏度较大,不利于加注、点火和燃烧效率,与金属类胶凝剂联合使用流变特性能可有所改善;SiO2具有优异的凝胶能力,对于各类组分具有广泛适应能力,但是触变性和燃烧特性表现均不理想。新型LMWG以非共价键作用力驱动自组装构建凝胶网络,有利于以较低的添加量实现推进剂凝胶化提高弹性模量;网络的物理特性有利于降低推进剂的屈服点并加强触变特性;较小的分子结构有利于降低液化后推进剂黏度,有利于加注和雾化;此外LMWG多含能可燃,对推进剂的热值损耗较小。因此,LMWG可对推进剂进行精细的流变特性调控,但是由于物理结构较弱,针对小分子凝胶推进剂的稳定性研究还需要进一步加强。基于优异的可触变特性、液化后黏度小、添加量少等优势,LMWG基凝胶在推进剂凝胶化的应用中具有非常好的发展前景。