NEPE推进剂优秀PPT0.ppt

新型固体推进剂——硝酸酯增塑聚醚（NitrateEsterPlasticizedPolyether）推进剂一、概述固体推进剂为本身含有氧化剂和燃烧剂，能够通过有规律地燃烧释放出大量热量和气体、完成枪炮弹丸发射和推动火箭前进的固态致密材料。固体推进剂的发展始于19世纪末20世纪初的双基推进剂和20世纪中叶的复合固体推进剂，在整个发展历程中，在军事需求强有力牵引下，随着化学工业等学科的发展，历经多次变革，形成了当前的现状。从其发展历程上来看，能量始终是固体推进剂追求的最重要目标。其发展更替的每一次进步都伴随着能量水平的进一步提高。固体推进剂发展历程双基推进剂与复合推进剂的比较NEPE推进剂概述NEPE推进剂的基本组成NEPE用大量硝酸酯增塑而使推进剂获得高的能量水平，又保留了高弹性三维网络的特点，赋予推进剂优异的力学性能，打破了传统的双基、改性双基与复合推进剂的界限，形成了一类新型的推进剂。关键：将可以为硝酸酯增塑的高分子化合物（如：脂肪族聚酯（ε-聚己内酯，聚己二酸乙二醇酯）、脂肪族聚醚（聚乙二醇PEG）等）作为粘合剂应用于推进剂中。二、NEPE推进剂粘合剂系统1、对粘合剂的要求2、预聚物与硝酸酯的混溶能力3、预聚物结晶的倾向性4、液态硝酸酯的冻结性能1）粘合剂预聚物本身具有良好的物理化学稳定性，与推进剂各组分特别是含能添加剂之间具有良好的相容性；预聚物及硝化甘油溶度参数比较改变环氧乙烷四氢呋喃共聚物P（E/T）中单体环氧乙烷的含量，将有利于提高此预聚物的混溶能力。随EO链节比的下降，PET与硝酸酯的互溶能力降低。在增塑聚合物体系中，结晶是相分离的驱动力。因此，粘合剂预聚物的结晶行为会降低所制成的推进剂的应变能力和改变其与增塑剂的互溶能力，从而影响推进剂的使用温度范围。一般来说，聚合物链的柔顺性越好，规整度越高，其结晶倾向性越大。向PEG分子链中无规地引入四氢呋喃结构单元，所形成的共聚醚的结晶行为基本上消失。液态硝酸酯的应用是保证NEPE推进剂获得高能量水平的一项重要措施。硝酸酯冻结的后果：使推进剂形变能力明显下降（发生脆变），推进剂的撞击和摩擦感度升高，严重危机推进剂的安全使用。TMETN增塑的HMX聚醚推进剂的力学性能NG对推进剂脆化的影响避免推进剂低温脆变的方法：选择和配置冻结点尽可能低的液态硝酸酯。硝酸酯增塑剂的熔点由低共熔点原理，将两种硝酸酯互相混合，将会形成低于原单一硝酸酯的熔点，利用此方法可以在较低温度范围内获得不冻结的混合硝酸酯，从而抑制推进剂中的低温脆变。混合硝酸酯的熔点三、NEPE推进剂的性能1、能量特性2、力学性能3、燃烧性能4、安全性能主要影响因素：固体填料（HMX，Al，AP）的含量及其比例；含能增塑剂与粘合剂聚合物的比值（Wpl/Wpo）固化体系的组成；其它功能助剂（如燃烧性能调节剂）的性质及用量当选择AP-HMX-Al为固体填料、NG/BTTN为增塑剂时，无论以PEG或P（E-CO-T）为粘合剂预聚物。所获得的推进剂的标准理论和实测比冲的最高值相似，而且比冲随着配方中的固体含量及其配比、增塑比的变化规律也相同。其规律为：①理论比冲随着AP、HMX、Al三种固体的总含量的增加而上升，变化范围为2608～2650N•s•kg-1，在固含量为60%至70%之间，比冲增值较大，在70～75%之间曲线较为平缓。②三种固体AP/HMX/Al之间的配比变化对推进剂的比冲影响较显著。当Al为18%，AP为8～13%，HMX为40～50%时，在相应的总固体含量下，可获得较高的比冲值。③在NG与BTTN组成的混合硝酸酯中，NG比例的增加，有利于比冲的提高；④在固含量一定的条件下，配方中提高混合硝酸酯与聚合物之间的质量有利于提高比冲。NEPE推进剂的配方组成（％）力学性能影响因素：粘合剂基体的性质（化学结构、所生成的三维弹性网络结构、增塑剂的品种及含量）；固体填料与粘合剂基体之间的相界面情况。举例：美国由PEG/NG-BTTN/AP/HMX/Al组成的NEPE推进剂的力学性能为：NEPE推进剂力学性能的调节：1）改变粘合剂基体的承载能力2）增强填料（主要是HMX或RDX）与基体界面作用（即筛选键合剂）影响NEPE推进剂粘合剂基体承载能力的因素a、预聚物分子链的结构及其平均摩尔质量的大小与分布状态b、异氰酸酯类固化交联剂的性质c、辅助交联剂（如具有良好互溶性的多羟基大分子）的使用一般来说，使用平均摩尔质量分布较窄的预聚物有利于获得结构较均匀的网络，较适合的分散指数Mw/Mn在1.05~1.35之间。在以P（E/T）为预聚物的NEPE推进剂中，提高预聚物的数均摩尔质量，有利于提高推进剂的抗拉强度和伸长率。P（E/T）数均摩尔质量与推进剂力学性能的关系粘合剂的官能度对NEPE推进剂的力学性能也有着重要