在加热条件下复合推进剂组件的相互作用机制
Jiahao Liang1, Jianxin Nie1, Haijun Zhang2
1State Key Laboratory of Explosion Science and Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China.
基终结聚乙烯 (HTPB) 和基终结块共聚前聚合物 (HTPE) 结合剂表现出与甲 (AP) 具有不同的热行为和相互作用. 在热稳定方面,HTPB更稳定,而HTPE容易分解,影响推进剂的燃烧特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 燃烧科学 燃烧科学
背景情况:
- 了解粘合剂降解相互作用对于固体推进剂的性能和安全至关重要.
- 基终结聚乙烯 (HTPB) 和基终结块共聚乙烯预聚合物 (HTPE) 是常见的粘合剂系统.
- 甲 (AP) 是固体推进剂中广泛使用的氧化剂.
研究的目的:
- 研究HTPB和HTPE粘合器系统的热特性和燃烧相互作用.
- 在各种温度下分析这些结合剂和AP之间的相互作用.
- 评估不同推进剂配方对热损伤的易感性.
主要方法:
- 热分析 (热重力测量分析) 用于确定分解温度.
- 微结构分析,观察粘合剂在加热后的行为.
- 燃烧特征指数 (S) 和质量损伤 (ΔW) 的测量.
- 对HTPB/AP,HTPE/AP,HTPB/AP/Al以及HTPE/AP/Al推进剂混合物的测试.
主要成果:
- 与HTPE相比,HTPB粘合剂的分解峰值温度 (85.34°C和55.74°C) 更高.
- 在加热时,HTPB粘合剂变得脆,而HTPE则变液.
- 燃烧行为有所不同:HTPB/AP最初轻微,然后加剧;HTPE/AP最初快速,然后减缓.
- 与HTPE/AP/Al相比,HTPB/AP/Al推进剂在高温下显示出更强烈的燃烧和更强大的组件相互作用.
结论:
- 结合剂类型对基于AP的推进剂的热稳定性和燃烧特性产生重大影响.
- HTPB提供了更高的热稳定性,而HTPE的分解可以作为燃烧障碍.
- 组件相互作用取决于温度,并影响推进剂的整体性能.
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