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丁羟四组元复合固体推进剂固化体系研究

王海波  
【摘要】: 丁羟复合固体推进剂因其粘合剂具有生产工艺简单,价格便宜,本体粘度低,耐老化性好,能获得高固含量推进剂等特点,成为国内外普遍使用的推进剂品种。由于丁羟推进剂广阔的应用前景,国内外也有不少这方面的研究,不过基本上都是集中在改善丁羟复合推进剂力学、抗老化等工艺性能方面与应用方面的工作;却很少有关固化机理方面的基础理论研究。当然丁羟复合固体推进剂中组分较多,相互间作用复杂也给固化机理研究带了一定的困难;本课题选取丁羟复合固体推进剂中各含活泼氢组分作为研究对象,通过反应动力学、拉伸力学及溶胀性能的测试,针对它们在固化反应中的反应活性展开具体的研究。 在反应动力学上,分别对端羟基聚丁二烯(HTPB)/苯异氰酸酯(PI),键合剂(BA-5)/PI和防老剂H(N,N′—二苯基对苯二胺)/PI在甲苯/二甲基亚砜混合溶液体系中进行了反应动力学研究,并计算了相应体系的反应速率和活化能。结果表明,在相同的条件下,这三种活泼氢组分的反应速率由大到小依次为;键合剂(BA-5)上的胺基、HTPB、BA-5上的羟基、防老剂H上的胺基。 在对各活泼氢组分的力学及溶胀特性的研究上,对上述活泼氢组分按照实际丁羟推进剂固化条件,构成四个不同配方,用TDI固化并制成胶片,在同一恒定的固化温度下每隔24小时分别把四组胶片制成样片,进行了单向拉伸和溶胀比测试;力学性能和交联密度变化的结果不仅表明BA-5和防老剂H都能有效提高丁羟推进剂的力学性能;也验证了丁羟推进剂中各活泼氢组分的反应活性和反应顺序,同时也很好地说明了该实验结果在实际中的应用价值 另外本课题研究的丁羟推进剂中各活泼氢组分的反应速率及活化能,各组分体现的力学性能,它们对交联网络的影响等结果对以后推进剂配方的研究和生产工艺的确定有参考意义。


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