AP级配及含量对HTPB固体推进剂界面约束作用影响机理研究

复合固体推进剂是一种含能非均质颗粒填充材料,其基体聚合物分子通过物理缠结及氢键作用吸附于填料表面,产生基体-填料界面相互作用,这种相互作用使基体聚合物交联网络分子的运动受到限制。以高氯酸铵(AP)级配及含量不同的端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂为研究对象,通过动态力学试验、溶胀试验、单向拉伸试验、循环拉伸试验,探究了AP级配及含量变化引起的HTPB固体推进剂界面约束作用差异,并探究其对推进剂结构及性能的多维度影响。结果表明:随着细粒度AP含量及AP总含量的提高,约束区域占比增加,基体交联网络分子受限作用增强,HTPB固体推进剂界面相互作用提高,单向拉伸状态下的推进剂强度、模量提高,伸长率下降;循环载荷作用下,约束作用则提高了能量耗散过程,加剧HTPB固体推进剂疲劳损伤进程。

MAPO含量和AP级配对丁羟推进剂力学性能的影响

为了研究不同MAPO含量和AP颗粒级配对丁羟推进剂力学性能的影响,设计了系列配方推进剂的单向拉伸和原位动态扫描电镜观测实验。通过从宏观到细观视角的切换,分析了MPAO含量和AP级配对推进剂力学性能可能的影响机理。研究结果表明,MAPO对推进剂力学性能的改善机理体现在其对基体和界面两方面的作用,MAPO加入与否比MAPO含量多少对推进剂力学性能影响更大;相同体积分数下的不同AP级配对推进剂初始模量影响不大,合理的AP级配可有效提高推进剂的拉伸强度。文中研究为进一步的机理研究奠定了实验基础。

功能组分对含硼富燃固体推进剂药浆流变特性的影响

为改善含硼富燃固体推进剂的贮存、能量和燃烧特性 ,必须加入某些功能组分。对加入这些功能组分后的药浆工艺性能即流变性作了研究。利用 HAAKE旋转粘度仪的 SV2 /SV2 FL测量系统 ,研究了加入防老剂 H、Mg/Al粉和调节 AP级配对药浆流变特性参数——表观粘度ηa、屈服值τy 的影响。结果表明 ,加入和调节这些组分后 ,药浆的ηa 和τy 都随时间有所增加。但只要把这些组分的添加量限制在一定范围内 ,药浆仍能满足浇铸要求。

卡托辛和亚铬酸铜对HTPB复合固体推进剂燃烧性能的影响

设计了以卡托辛和亚铬酸铜为燃速催化剂的HTPB/AP/Al复合固体推进剂,研究两种催化剂以及两种催化剂复配对推进剂燃烧性能的影响,同时调节AP粒度级配研究其对推进剂燃烧性能的影响。结果表明,卡托辛在3~22 MPa的宽压力平台下可以提高燃速,高压段增幅最大为28.7%,卡托辛含量从0增加到1.0%时,压力指数从0.35降到0.20。卡托辛和亚铬酸铜不同配比降低压力指数的作用不同,卡托辛对燃速的催化效果优于亚铬酸铜。细粒度AP增加使燃速大幅增加,但超过25%后压力指数也有所增加。