本文關(guān)鍵詞：HTPE改性GAP粘合劑體系性能及應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： GAP HTPE 固化性能 力學(xué)性能 工藝性能 燃燒性能

【摘要】：鈍感推進(jìn)劑是武器裝備發(fā)展的重要方向和迫切需求。鈍感和高能往往是相互矛盾的,如何在改善鈍感性能的同時(shí)提高推進(jìn)劑的能量水平是目前固體推進(jìn)劑研究的重要內(nèi)容。疊氮縮水甘油醚(GAP)作為含能粘合劑的典型代表,成為各國(guó)研制高能鈍感固體推進(jìn)劑的熱點(diǎn),但力學(xué)性能調(diào)節(jié)困難已成為阻礙GAP推進(jìn)劑廣泛應(yīng)用的主要因素之一。為此,本文將鈍感推進(jìn)劑用粘合劑端羥基嵌段共聚醚(HTPE)引入GAP粘合劑體系中,設(shè)計(jì)了HTPE改性的GAP粘合劑體系,并對(duì)其性能進(jìn)行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,將改性GAP粘合劑體系應(yīng)用到高能鈍感固體推進(jìn)劑中,設(shè)計(jì)了固含量為80%,理論比沖到達(dá)270s,密度達(dá)到1.8g·cm-3的高能推進(jìn)劑配方,并對(duì)推進(jìn)劑的力學(xué)性能、工藝性能進(jìn)行了優(yōu)化,對(duì)燃燒性能、安全性能進(jìn)行了表征。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)設(shè)計(jì)了HTPE改性的GAP粘合劑體系。通過(guò)動(dòng)態(tài)DSC法研究了R值、mGAP/mHTPE以及催化劑T12含量對(duì)GAP/HTPE/N100粘合劑體系固化性能的影響。固化性能研究發(fā)現(xiàn),隨著R值在1.1~1.9的范圍內(nèi)升高,固化粘合劑體系的表觀活化能Ea呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì);隨著mGAP/mHTPE在9/1~7/3的范圍內(nèi)降低,Ea先是基本不變,然后逐漸降低;隨著T12用量在0.1%~0.7%的范圍內(nèi)升高時(shí),Ea也表現(xiàn)出了逐漸降低的趨勢(shì)。研究還發(fā)現(xiàn),以上各因素的變化基本不影響粘合劑體系固化反應(yīng)機(jī)理。(2)研究了R值、mGAP/mHTPE、增塑比對(duì)改性GAP粘合劑體系固化膠片力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)R=1.4,mGAP/mHTPE=7/3,不含增塑劑時(shí),GAP固化膠片的力學(xué)性能最佳,最佳力學(xué)性能為ζm=1.55MPa,εb=151.33%。實(shí)驗(yàn)對(duì)固化膠片交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了表征,結(jié)果均與力學(xué)性能變化情況一致。(3)優(yōu)化了GAP推進(jìn)劑藥漿的工藝性能,主要研究了催化劑含量對(duì)藥漿適用期的影響,AP粒度級(jí)配以及鍵合劑種類及其復(fù)配對(duì)藥漿粘度和流平性的影響。研究發(fā)現(xiàn),催化劑為0.15%T12(濃度為0.5%)+0.45%TPB(濃度為0.5%)時(shí),藥漿適用期為6.5h;當(dāng)AP-I含量為30%、AP-III含量為12%時(shí),GAP推進(jìn)劑藥漿具有最佳的工藝性能;鍵合劑MAPO的使用可以在一定程度上改善GAP推進(jìn)劑藥漿的工藝性能,而T313能夠顯著的提升藥漿的粘度和屈服值,使工藝性能的變差。(4)對(duì)GAP推進(jìn)劑的力學(xué)性能進(jìn)行了優(yōu)化。主要研究了AP粒度級(jí)配、鍵合劑種類及其復(fù)配、R值、N100含量以及NC含量對(duì)GAP推進(jìn)劑力學(xué)性能的影響。最終得到了最優(yōu)推進(jìn)劑配方參數(shù):R=1.5、增塑劑為1.4、NN100=0.6,mGAP/mHTPE=8/2、NC含量為0.5%,AP-I為20%,AP-III為22%。最優(yōu)力學(xué)性能為:拉伸強(qiáng)度為0.52MPa,斷裂延伸率為13.22%。(5)表征了GAP推進(jìn)劑的燃燒性能和安全性能。燃燒性能測(cè)試表明,碳酸鉛可有效降低GAP推進(jìn)劑的燃速壓力指數(shù)。安全性能測(cè)試表明,在擺角為66度時(shí),摩擦感度爆炸概率為52%;落錘質(zhì)量為2kg,落高為25cm時(shí),撞擊感度的爆炸概率為4%;GAP推進(jìn)劑均通過(guò)了快速烤燃測(cè)試和慢速烤燃測(cè)試,響應(yīng)等級(jí)均為V級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：GAP HTPE 固化性能 力學(xué)性能 工藝性能 燃燒性能
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V51;TQ430.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-28
• 1.1 研究目的和意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)13-27
• 1.2.1 固體推進(jìn)劑研究發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.2.2 鈍感推進(jìn)劑研究進(jìn)展14-17
• 1.2.3 高能鈍感推進(jìn)劑研究進(jìn)展17-21
• 1.2.4 GAP推進(jìn)劑研究現(xiàn)狀21-27
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容27-28
• 第二章 GAP/HTPE混合粘合劑體系制備及性能優(yōu)化28-62
• 2.1 引言28-29
• 2.2 試驗(yàn)部分29-32
• 2.2.1 試驗(yàn)原料29-30
• 2.2.2 樣品制備30
• 2.2.3 試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)條件30-32
• 2.3 GAP/HTPE相容性研究32-36
• 2.3.1 GAP/HTPE物理相容性研究32-34
• 2.3.2 GAP/HTPE化學(xué)相容性研究34-36
• 2.4 GAP/HTPE粘合劑體系固化與性能研究36-60
• 2.4.1 GAP/TDI預(yù)聚反應(yīng)程度的研究37-39
• 2.4.2 GAP/HTPE固化體系交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析39-43
• 2.4.3 GAP/HTPE固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究43-54
• 2.4.4 GAP/HTPE固化膠片力學(xué)性能的研究54-60
• 2.5 本章小結(jié)60-62
• 第三章 GAP推進(jìn)劑制備及性能研究62-100
• 3.1 引言62
• 3.2 試驗(yàn)部分62-65
• 3.2.1 試驗(yàn)原料62-63
• 3.2.2 樣品制備63-64
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試條件64-65
• 3.3 高能鈍感推進(jìn)劑基礎(chǔ)配方設(shè)計(jì)65-74
• 3.3.1 GAP高能鈍感推進(jìn)劑能量性能分析65-74
• 3.3.2 GAP高能鈍感推進(jìn)劑的基礎(chǔ)配方74
• 3.4 GAP推進(jìn)劑的制備及性能研究74-98
• 3.4.1 GAP推進(jìn)劑工藝性能研究74-79
• 3.4.2 GAP推進(jìn)劑力學(xué)性能研究79-91
• 3.4.3 GAP推進(jìn)劑的燃燒性能91-94
• 3.4.4 GAP推進(jìn)劑的鈍感性能研究94-98
• 3.5 本章小結(jié)98-100
• 第四章 結(jié)論與展望100-103
• 4.1 結(jié)論100-101
• 4.2 創(chuàng)新點(diǎn)101-102
• 4.3 展望102-103
• 參考文獻(xiàn)103-111
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單111-112
• 致謝112

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本文編號(hào)：957757