粒鑄EMCDB推進劑制備原理及性能研究.pdf

1、本論文首次將粒鑄工藝成功應(yīng)用于EMCDB推進劑成型。 首先，設(shè)計并研究了能量水平高可用于自由裝填的EMCDB 推進劑配方 A 和可用于殼體粘結(jié)的EMCDB推進劑配方B，闡述了粒鑄EMCDB推進劑制備的工藝原理，確定了關(guān)鍵配方組分，制備出了能量較高、力學(xué)性能好、具有燃燒平臺的粒鑄EMCDB低特征信號推進劑。 其次，采用光學(xué)顯微鏡觀察了各固化階段粒鑄EMCDB推進劑的形態(tài)變化；采用二正丁胺滴定法研究了主要配方組分和溫度對交

2、聯(lián)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，分析了交聯(lián)反應(yīng)機理：建立了粒鑄EMCDB推進劑固化的初步模型，闡述了粒鑄EMCDB推進劑固化機理，確定了最佳固化條件。固化包括高分子黏合劑的塑溶和交聯(lián)反應(yīng)兩個過程，塑溶就是硝化甘油等小分子增塑劑向澆鑄藥粒內(nèi)擴散，使硝化棉逐漸溶脹、直至形成高分子濃溶液的過程，塑溶速度決定于黏合劑在小分子增塑劑中的溶解性能及固化溫度等；交聯(lián)反應(yīng)過程是形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的過程，交聯(lián)反應(yīng)速度決定于固化劑的活性、固化催化劑的活性、固化溫度等；以上

3、兩過程進行速度的對比通過影響交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性而影響推進劑的力學(xué)性能。 然后，研究了NC含量、PEG 含量、交聯(lián)密度、RDX粒度、鍵合劑和燃燒催化劑等因素對推進劑高低溫拉伸性能的影響規(guī)律，用DSC 法測定了粒鑄EMCDB推進劑的玻璃化溫度Tg，用DMA法測試了推進劑的動態(tài)力學(xué)性能，采用SEM對推進劑拉伸斷口的微觀形貌進行了觀察。DSC法和DMA法測試結(jié)果表明降低NC含量、增大PEG含量和分子量、適量引入低冰點增塑劑可顯著降低粘合

4、劑系統(tǒng)的玻璃化溫度，從而有效提高了EMCDB推進劑低溫延伸率。SEM 觀察結(jié)果表明加入鍵合劑后拉伸斷口表面存在被拉長的偶聯(lián)膠絲，看不到裸露脫濕的RDX顆粒，鍵合劑增強了填料顆粒與黏合劑的界面作用，使力學(xué)損耗模量E”峰值減小。 最后，研究了各燃燒催化劑組分、鋁粉及黏合劑含量、RDX 粒度、催化劑處理及引入方式等因素對燃燒性能的影響規(guī)律，通過單幅放大彩色攝影法、燃燒波溫度分布測試技術(shù)和熄火表面分析法探索了燃燒機理，為粒鑄EMCDB

5、推進劑燃燒性能的調(diào)節(jié)提供了試驗和理論依據(jù)。鉛鹽-銅鹽-炭黑復(fù)配后使EMCDB推進劑在中高壓段產(chǎn)生較寬的燃燒平臺，炭黑含量增加推進劑燃速增大，平臺壓強范圍加寬，鉛鹽含量增加燃燒平臺向低壓段移動，銅鹽含量增加燃燒平臺向高壓段移動。催化劑和RDX的粒度越小、與配方中的其它組份混和的程度越高，越有利于推進劑壓強指數(shù)的降低。NC 含量減少，壓強指數(shù)增大，平臺燃燒效應(yīng)減弱；PEG 含量的增加，推進劑燃速降低，平臺燃燒效應(yīng)加強。EMCDB推進劑與典型