中性键合剂在叠氮高能推进剂中应用工艺研究

为提高叠氮高能推进剂(BAMO-THF/A3/AP/HMX/Al)力学性能,避免脱湿现象,对中性聚合物类键合剂(NPBA)在推进剂中添加应用工艺进行了研究。基于NPBA对在硝胺表面包覆效果和键合剂反应速度的影响机理,通过实验研究了键合剂加入方式、溶剂用量、捏合温度和捏合时间对键合剂键合效果的影响。结果发现:为使键合剂均匀分散至捏合体系中,增大与硝胺的接触,需将键合剂溶于溶剂再添加至药浆中,捏合过程中通过抽真空抽除溶剂;较高的捏合温度利于提高药浆流平性,加快键合剂与固化剂的反应速度,改善不同组分间的相容性,但温度选择时应考虑生产设备的限制;延长捏合时间可使键合剂充分包覆硝胺,提高推进剂力学性能。研究确定的NPBA用于叠氮高能推进剂的最佳工艺条件为:采用溶剂RJ溶解NPBA,RJ与NPBA质量比为5∶1;在温度60℃下捏合60~90min,捏合后抽真空20min。采用该工艺时,出料的工艺性能良好,经固化制得的推进剂方坯力学性满足使用要求。

Zr/Al基高能固体推进剂的能量特性分析

为探究锆粉含量对高能推进剂能量特性的影响规律,利用热力学计算软件CEA分析了不同锆含量的Zr/Al基NEPE推进剂和Zr/Al基叠氮高能推进剂的能量特性;通过计算这两种推进剂的燃烧温度、密度、比冲和密度比冲等能量特性参数,得到了锆含量对推进剂能量特性参数的影响规律,并将结果与ZrH_2/Al基高能推进剂进行对比分析。结果表明,随着Zr含量增加,NEPE推进剂的燃烧温度和比冲均呈下降趋势,密度比冲持续上升,但考虑推进剂的能量特性和高燃温条件下的不稳定燃烧,认为在推进剂中添加质量分数3%～5%的Zr粉较适中;随着Zr含量增加,叠氮高能推进剂的燃烧温度和比冲呈现先增后减的趋势,且分别在Zr粉质量分数为6%和3%左右达到最大值,推进剂密度比冲持续上升。ZrH_2/Al基推进剂的能量性能低于Zr/Al基推进剂的。