【摘要】：多級(jí)固體導(dǎo)彈的巡航發(fā)動(dòng)機(jī)需要低燃速、高比沖推進(jìn)劑。目前,常用的草酸銨(AO)和碳酸鹽等惰性降速劑存在用量大、不含能等不足,即在降低推進(jìn)劑燃速的同時(shí),也顯著降低了推進(jìn)劑的能量性能。季銨鹽雖仍為惰性降速劑,但用量較低,能減小推進(jìn)劑能量降低的幅度。將含能基團(tuán)與季銨鹽結(jié)合,形成新型含能季銨鹽,可在降低AP/Al/HTPB推進(jìn)劑燃速的同時(shí),進(jìn)一步減小對(duì)推進(jìn)劑能量性能的降低幅度。本文設(shè)計(jì)了新型含能季銨鹽降速劑,分析了含能季銨鹽結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。系統(tǒng)考察了含能季銨鹽降速劑對(duì)AP/Al/HTPB推進(jìn)劑爆熱、燃速和燃速壓強(qiáng)指數(shù)的影響規(guī)律,篩選出了最佳的含能季銨鹽降速劑。探索了AP/Al/HTPB推進(jìn)劑中含能季銨鹽的高效降速機(jī)理。設(shè)計(jì)的系列含能季銨鹽降速劑分子結(jié)構(gòu)特征為:引入四唑環(huán)作為含能基團(tuán),與四唑環(huán)正氮原子和季銨鹽正氮原子相連的烷基為取代基,陰離子選擇Cl或Br兩種鹵素。采用分子計(jì)算和pH值測定等方法,分析了含能季銨鹽結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。實(shí)測結(jié)果表明,含能季銨鹽降速劑均降低了AP/Al/HTPB推進(jìn)劑的爆熱,其中EQAS2-4/10-1對(duì)推進(jìn)劑爆熱的降幅最小;第Ⅰ組(5個(gè)烷基均相同)的含能季銨鹽中EQAS4-5、第Ⅱ組(4個(gè)短鏈烷基、1個(gè)長鏈烷基)中EQAS2-4/10-1和EQAS2-4/12-1均使AP/Al/HTPB推進(jìn)劑燃速降幅大于20%,具有很好的降速效果;篩選出高效含能季銨鹽降速劑為EQAS2-4/10-1:當(dāng)其添加量為0.5%wt時(shí),AP/Al/HTPB推進(jìn)劑的爆熱降幅最小、推進(jìn)劑的燃速和燃速壓強(qiáng)指數(shù)降幅最大。紅外和SEM-EDS分析發(fā)現(xiàn)含能季銨鹽可與AP顆粒表面形成氫鍵,發(fā)生極性吸附,這是含能季銨鹽高效降速的主要原因。第Ⅰ組含能季銨鹽中,烷基碳原子數(shù)越少,堿性越強(qiáng),越有利于與AP形成氫鍵;第Ⅱ組含能季銨鹽中,長鏈烷基碳原子數(shù)多的含能季銨鹽與AP形成氫鍵的能力相對(duì)較強(qiáng)。DSC-TG聯(lián)用研究發(fā)現(xiàn),含能季銨鹽的熱分解過程均出現(xiàn)了明顯的放熱峰,表現(xiàn)出其含能的特性;含能季銨鹽對(duì)AP/含能季銨鹽體系中AP低溫分解特性和AP高溫分解的影響是含能季銨鹽降低AP/Al/HTPB推進(jìn)劑燃速的主要原因。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TJ760.33;V512
【圖文】：

烷基三甲基季銨鹽結(jié)構(gòu)通式

型：鹽[38]。式中 R 為碳原子數(shù)在 1團(tuán)。 1.3 烷基三甲基季銨鹽結(jié)構(gòu)通有一條烷基長鏈，相對(duì)而[39]。式中 R、R′為碳原子數(shù)在基團(tuán)。常用于柔軟劑。

圖 1.3 烷基三甲基季銨鹽結(jié)構(gòu)通式中只含有一條烷基長鏈，相對(duì)而言成本基季銨鹽[39]1.4 所示。式中 R、R′為碳原子數(shù)在 10-18陰離子基團(tuán)。常用于柔軟劑。圖 1.4 雙烷基二甲基季銨鹽結(jié)構(gòu)通式鹽1.5 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2800564