脉冲点火射流与高氯酸铵/端羟基聚丁二烯固体推进剂耦合燃烧的试验研究及数值模拟

为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)在底部排气药柱二次点火过程中的耦合振荡燃烧,建立了AP/HTPB二维三明治燃烧模型,气相区采用二步总包反应,使用用户自定义函数模拟点火射流的作用。在AP/HTPB与点火具的耦合燃烧试验背景下,进行了点火射流频率在125~500 Hz、热流密度峰值在1.9~3.9 MW/m2工况下的数值模拟。模拟结果表明:在振荡燃烧初始阶段,气相热反馈相对于点火射流作用较弱,由于点火射流的主导作用使得X组分(NH4Cl O4)呈现周期性变化;由于气相温度上升,气相热反馈相对于点火射流作用较强,AP/HTPB燃烧逐渐稳定;点火射流热流密度的提高对AP/HTPB振荡燃烧有显著抑制作用,点火射流频率的提高对AP/HTPB振荡燃烧抑制作用较弱。

阴离子聚合法合成高1,2-结构含量窄分子量分布的端羟基聚丁二烯

用叔丁基二甲基硅氧基丙基锂为引发剂,以四氢呋喃为溶剂合成了高1,2-结构含量、窄分子量分布的端羟基聚丁二烯。通过核磁共振、红外光谱、凝胶渗透色谱、羟值测定等分析方法研究了阴离子聚合合成的端羟基聚丁二烯的主链结构、分子量分布、官能度及其分布。结果表明,合成的端羟基聚丁二烯1,2-结构含量高达93.6%,分子量分布仅为1.06,官能度分布接近2。

端羟基聚丁二烯-丙烯腈改性聚氨酯阴极电泳漆的制备与性能研究

以低聚物多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,N-甲基二乙醇胺(MDEA)和1,4-丁二醇为扩链剂,采用自乳化法制备端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)改性阳离子聚氨酯树脂;以异佛尔酮二异氰酸酯、N-甲基二乙醇胺、1,4-丁二醇为原料制备封端交联剂,二者混合、分散后进行电泳成膜。探究了HTBN的用量、软段种类、树脂与交联剂的比例以及中和度对漆膜性能的影响,结果表明:使用HTBN和PTMG-1000作为混合软段,HTBN在树脂中的质量分数为7.9%,树脂与交联剂的官能团物质的量比为1∶1.1,树脂中和度为90%时,能较好地改善漆膜性能。

端羟基聚丁二烯-苯乙烯的合成和表征及阻尼应用

采用3-(叔丁基二甲基硅氧烷基)-1-锂-丙烷作为羟基的保护性基团引发剂,以环己烷为溶剂,通过调节四氢呋喃(THF)与引发剂的摩尔比(R_(y)),以负离子法合成了一系列不同乙烯基含量的羟基封端溶聚丁苯(HTBS)。对合成HTBS的影响因素进行了研究,用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振氢谱(^(1)H-NMR)、差示扫描量热(DSC)和动态热机械分析(DMA)对HTBS产物的结构进行了表征。HTBS作为软段原料,对苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷和1,4-丁二醇作为硬段原料,用预聚法工艺制备了热固性聚氨酯弹性体(HTBS-PU)。讨论了乙烯基含量对HTBS-PU阻尼性能的影响。结果表明,随着R_(y)增加,HTBS的丁二烯倾向于1,2-结构聚合,即侧链乙烯基含量增多,相应的HTBS-PU最大损耗因子(tanδ_(max))升高、最大损耗因子对应的温度(T_(g))向高温区移动,以HTBS为软段合成的聚氨酯表现出阻尼峰可调的特性。

线型及星形端羟基聚丁二烯的合成与表征

以叔丁基二甲基硅氧基丙基锂为引发剂,丁二烯为单体,环己烷为溶剂,甲基三氯硅烷为偶联剂,采用活性负离子聚合法合成了线型端羟基聚丁二烯(L-HTPB)和星形端羟基聚丁二烯(S-HTPB),并用凝胶渗透色谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。结果表明,采用该方法合成的2种聚丁二烯,其1,4-结构摩尔分数均接近90.00%,L-HTPB的平均官能度接近2.00,S-HTPB的平均官能度接近3.00,与分子设计值基本相符。

端羟基聚丁二烯(HTPB)基体对AP撞击感度的影响

用撞击加载实验、扫描电镜观测和撞击感度测试研究了AP药粉和AP/HTPB药片的撞击响应特性,以及不同粒度AP药粉和AP/HTPB药片的撞击感度。结果表明,在相同撞击加载条件下,AP/HTPB药片中AP颗粒的破碎程度比在AP药粉要大,其感度也比后者高;此外,AP药粉的感度随粒度增大而降低,而AP/HTPB药片的感度随粒度增大而升高。

顶空—气相色谱法测定端羟基聚丁二烯中4—乙烯基—1—环己烯

研究了顶空—气相色谱法测定端羟基聚丁二烯(HTPB)中4—乙烯基—1—环己烯(VCH)含量的方法。考察了目标化合物定性光谱分析结果,以及平衡时间、平衡温度对测定体系的影响。结果表明,VCH出峰时间为1.220min,平衡时间为25min,平衡温度为120℃,能得到较满意的分析结果。降低w(VCH)后减少了HTPB的刺激性气味,拓展了民用HTPB的应用空间。

聚L-乳酸-聚丁二烯基聚氨酯的合成与表征(英文)

以聚L-乳酸与端羟基聚丁二烯在熔融状态下用二苯甲烷-1,4-二异氰酸酯偶联制备了聚L-乳酸-聚丁二烯基聚氨酯,且对聚合产物结构和性能进行分析表征。结果表明:聚丁二烯的引入改善了聚乳酸的脆性。

双(二羰基环戊二烯铁)对高氯酸铵热分解性能的影响

采用SEM(扫描电镜)、XPS(X射线光电子能谱)等表征了双(二羰基环戊二烯铁)(简称Fe1)的微观形貌和Fe元素的价态,采用摩擦感度、静电感度和冲击感度测试了Fe1与推进剂相关组分HTPB(端羟基聚丁二烯)、AP(高氯酸铵)、HMX(奥克托今)的安全性能,采用DSC-TG(差热–热重)研究了AP/Fe1及HTPB/Al/AP/HMX/Fe1推进剂的催化热分解性能。结果表明:Fe1的pH为5.79,密度为1.76g/cm^(3),其中Fe为零价;Fe1与推进剂相关组分HTPB、AP、HMX的安全性能良好;Fe1催化AP的热分解,AP的转晶峰温提前了2℃,低温分解峰和高温分解峰分别提前了6℃和54℃;在HTPB/Al/AP/HMX推进剂中添加质量分数为5%的Fe1,AP的高温分解峰提前48.1℃;Fe1具有大幅提高HTPB推进剂燃速的潜力。

印度制备出含纳米高氯酸铵的固体复合推进剂

近来，印度一高能材料研究实验室利用非水相法制备出了纳米高氯酸铵。他们把高氯酸铵先溶解在甲醇中，然后把得到的高氯酸铵甲醇溶液加入到端羟基聚丁二烯（HTPB）中高速搅拌均质化，真空蒸发掉溶剂，

聚丁二烯改性端硅烷化单组分聚氨酯密封胶

安徽大学研究者选择聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯、甲苯二异氰酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷等为主要原料，在制出聚氨酯预聚物之后，又添加助剂与填料，最终制得单组分湿固化聚氨酯密封胶。由于采用聚丁二烯改性和端硅烷化两项工艺革新，促使该胶的表干时间延长，粘接性能提高，拉伸强度有所增进，断裂伸长率降低。该胶拓展了聚氨酯胶粘剂的实用领域，市场前景较佳。

端硅烷化聚丁二烯改性单组分聚氨酯密封胶

安徽大学的高明志等人将聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯与甲苯二异氰酸酯在80℃下反应后，再于40℃下与γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应，制成聚氨酯预聚物；然后与填料及助剂混合，制成了单组分湿固化聚氨酯密封胶。探讨了影响其性能的各种因素。结果表明，随着γ-氨丙基三乙氧基硅烷封端比例的提高，密封胶的表干时间延长、拉伸强度提高，断裂伸长率降低。

低相对分子质量端羟基丁苯橡胶的合成、表征及应用

采用自由基溶液聚合法合成了低相对分子质量端羟基聚丁二烯-苯乙烯橡胶(HTBS),通过傅里叶变换红外光谱表征了HTBS的微观结构,并研究了用其制得聚合物材料的力学性能。结果表明,采用部分连续加入引发剂方式制备的HTBS分子量分布较窄;当HTBS的结合苯乙烯质量分数为16%～26%时,顺式-1,4-结构和反式-1,4-结构质量分数为53%～61%,1,2-结构质量分数为20%～24%;由HTBS制得的聚氨酯弹性体和聚氨酯防水涂料具有较好的力学性能,另外HTBS可有效提高聚苯乙烯树脂的扯断伸长率。

构建AP-HTPB固体推进剂松弛模量主曲线的不同方法（英文）

分析了建立高氯酸铵-端羟基聚丁二烯(AP-HTPB)固体推进剂松弛模量主曲线的三种不同方法(Williams-Landel-Ferry(WLF)方法、Arrhenius方法和基本的时间-温度叠加(TTS)方法)。通过不同温度(-40,+20,+76℃)和10%常应变下1380s的应力松弛试验得到了复合固体推进剂松弛模量。通过评估松弛模量,给出转移因子和松弛模量主曲线,最后通过确定系数(R^2)得出了最佳的拟合方法。结果表明,基本TTS方法可给出最佳拟合曲线,因为该方法不依赖外部材料常数和应用中的经验方程,而且该方法可以适用于任何黏弹性材料。但是,在应用有限元软件时,经常要求用材料常数来定义非线性黏弹性材料模型,这种情况下,目前研究结果表明,当给出合适的常数后,WLF和Arrhenius两种方法均可给出满意的结果,而且WLF方法更为准确,因此在AP-HTPB固体推进剂有限元分析中倾向于采用这种方法。

可浇注固化PBX类含铝炸药低易损性研究

采用真空振动浇注-固化技术,制得了几种以聚合物弹性体端羟基聚丁二烯(HTPB)为粘结剂,以黑索金(RDX)为主体炸药的含铝炸药。结果表明:用硝基胍(NQ)或3 硝基 1,2,4 三唑 5 酮(NTO)代替部分RDX,炸药的撞击感度明显降低,其枪击、苏珊实验反应等级较低。这种低易损性的PBX类含铝炸药适用于一些高性能武器战斗部装药。

基于HTPB的可紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯水性体系的研究

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、丙烯酸-2-羟基乙酯(HEA)、2,2-二羟甲基丙酸(DM PA)为主要原料进行聚合,经三乙胺(TEA)中和,以去离子水为溶剂乳化后,制得一种稳定的可紫外光固化的新型水性聚氨酯丙烯酸酯体系。用Fourier变换红外光谱对合成产物和固化情况进行了表征。研究了HTPB与PPG相对含量变化对乳液稳定性、固化膜的耐水和耐乙醇性、热稳定性、软硬段相容性以及力学性能的影响。

固体推进剂高能氧化剂的发展方向

固体推进剂工作过程是实现化学能→热能→动能的有效组织与转化的过程,提高固体推进剂储能效率的重要方法为选择适当的组分配合和优化配方。图1给出了端羟基聚丁二烯(HTPB)/高氯酸铵(AP)、HTPB/AP/Al、HTPB/AP/Al/奥克托今(HMX)和高能硝酸酯增塑聚醚(NEPE)四种典型固体推进剂配方体系的化学能、做功效率和做功能量之间的变化情况,体现了协调化学储能与能量转化效率的匹配关系是推动推进剂比冲不断提升的重要技术途径。

一种改性HTPB型聚氨酯的力学性能研究

采用过氧乙酸原位法对端羟基聚丁二烯（HTPB）进行环氧化改性，制备出不同环氧值的环氧化端羟基聚丁二烯（EHTPB）。将EHTPB分别与甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和4，4-二环已基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）三种异氰酸酯类固化剂以及扩链剂1，4-丁二醇（BDO）固化交联形成聚氨酯，然后对聚氨酯的力学性能进行了研究，并利用红外和扫描电镜（SEM）对其结构进行了分析。结果表明：对于产物力学性能，H12MDI是一种更好的固化剂；EHTPB环氧值最佳值控制在0．18mol·（100g）-1为好；加入扩链剂BDO可以提高产物的力学性能，BDO的最佳加入量为BDO的-OH与HTPB的-OH的摩尔比为1—2，EHTPB／H12MDI／BDO体系具备最佳的力学性能。

氨基硅油HTBN型聚氨酯的合成及性能研究

以端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)为软段、甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段和端氨基硅油为改性剂,合成了端氨基硅油改性HTBN型聚氨酯(PU)。以n(-NCO)∶n(HTBN)、n(硅油)∶n(HTBN)、n(扩链剂)∶n(HTBN)和硅油加入方式为主要影响因素,采用L9(34)正交实验方法研究了各因素对端氨基硅油改性HTBN型PU的力学性能和耐介质性能的影响。研究结果表明,氨基硅油的引入能有效改善PU产物的断裂伸长率和耐介质(水、真空油、甲苯和乙醇)性能,PU产物在各种介质中的稳定性依次为真空油>水>乙醇>甲苯,R值对PU产物力学性能的影响依次为断裂伸长率>邵氏硬度>拉伸强度>定伸应力。