PBT推進劑主要組份的表/界面特性及鍵合作用
發(fā)布時間：2021-02-19 05:18
AP/HMX/Al/PBT/A3復合固體推進劑是一種鈍感高能推進劑,其主要組份的表面特性及填料-基體之間的界面粘結(jié)特性是該類推進劑力學性能的關(guān)鍵影響因素,需要深入系統(tǒng)的研究。進一步通過加入鍵合劑改善填料-基體界面粘結(jié)強度,可以有效提高該類推進劑的力學性能。本文以表征和改善PBT推進劑主要填料-基體界面粘結(jié)性能為目標,采用接觸角法,表征了PBT推進劑主要組份的表面張力及其分量,并計算得到填料-基體的界面張力和粘附功;采用反相氣相色譜法,表征了PBT推進劑主要組份的表面酸堿性參數(shù),并計算得到填料-基體界面作用焓。采用光纖光譜法,表征了DDBA鍵合劑中羥基與異氰酸酯的反應特性。采用反相氣相色譜法,表征了鍵合劑的表面特性。依據(jù)上述表/界面研究方法,結(jié)合紅外、XPS等表征手段,研究了鍵合劑與填料的界面粘結(jié)作用,考察了鍵合劑對單填料模擬推進劑力學性能的影響,篩選出了鍵合作用好的鍵合劑,初步探索了鍵合劑的鍵合機制。接觸角法研究表明,PBT推進劑中填料的表面張力順序為AP>HMX>Al,PBT基體的表面張力小于填料的表面張力。反相氣相色譜法研究表明,PBT推進劑主要組份參與形成共價鍵的能力...
【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：101 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
本文研究思路
而 AP 是典型的無機離子化合物。從極性的角度看，兩者與弱極性的 PBT基體或 PBT/A3 基體（由 A3 增塑的 PBT 粘合劑固化物）不相容，這意味著在 PBT推進劑中，這兩種主要填料與粘合劑基體的界面粘結(jié)較差，是制約該類推進劑力學性能提高的主要誘因。此外，硝胺顆粒表面的化學惰性，與粘結(jié)劑基體界面粘結(jié)不牢，也導致推進劑藥柱力學性能不好。因此，填料及基體的表面性質(zhì)尤其是填料-基體界面粘結(jié)對復合固體推進劑的力學性能均具有重要的影響作用。本章采用接觸角法及反相氣相色譜法（IGC），研究 PBT 推進劑中主要組份的表面特性，得到推進劑主要組份表面特性的規(guī)律及構(gòu)效關(guān)系。3.1 PBT 推進劑中主要填料的結(jié)構(gòu)特性3.1.1 填料的表面形貌采用場發(fā)射掃描電鏡（SEM），表征填料（Ⅲ類 AP、HMX、FLQT1#Al 粉）的表面形貌特性，其電鏡照片如圖 3.1~圖 3.3 所示。
(a)放大 500 倍 (b)放大 5000 倍圖 3.3 FLQT1#Al 粉的 SEM 圖由圖 3.1~圖 3.3 可知，AP 為規(guī)則的四方結(jié)構(gòu)，其表面平滑，僅存在部分條紋溝壑；HMX 表面相對粗糙，形狀為不規(guī)則立方結(jié)構(gòu)，表面覆蓋有層狀物；Al 粉（FLQT1#）為球形顆粒，表面覆蓋一層不規(guī)則的小顆粒，導致其粗糙程度較大。3.1.2 PBT 推進劑主要組份的分子結(jié)構(gòu)PBT 推進劑的粘合劑主要組份重復單元結(jié)構(gòu)如圖 3.4~圖 3.5 所示。H3C CH2C OHCH2N3CH2N3H3CH2CH2CH2C OH(a)BAMO 重復單元 (b)THF 重復單元圖 3.4 PBT 聚合物中兩種單體分子的分子結(jié)構(gòu)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PAN–b–PHEA和PAN–b–P（HEA–g–AEFC）與復合固體推進劑組分的表界面性能[J]. 周宏玉,張教強,豆榮榮,石繪敏,康拴艷. 化學推進劑與高分子材料. 2016(03)
[2]端環(huán)氧聚丁二烯與固體填料之間表界面性能的研究[J]. 付小龍,樊學忠,張偉,李娜,周文靜. 中國膠粘劑. 2015(07)
[3]高氯酸銨粒度對高氯酸銨/端羥基聚丁二烯藥柱動態(tài)力學性能的影響[J]. 孫培培,南海. 科學技術(shù)與工程. 2015(11)
[4]典型碳纖維的表面能差異性研究[J]. 馬金瑞,李敏,張佐光. 航空制造技術(shù). 2014(11)
[5]含團聚硼富燃料推進劑表-界面性能研究[J]. 龐維強,樊學忠,胥會祥,蔚紅建,張偉,李勇宏,劉芳莉,謝五喜,閆寧. 固體火箭技術(shù). 2013(04)
[6]溫度對玻璃纖維-環(huán)氧樹脂潤濕性的影響[J]. 李文娟,汪浩,楊浩邈,曾慶文,彭曉東,謝衛(wèi)東. 兵器材料科學與工程. 2012(06)
[7]硼酸酯鍵合劑分子結(jié)構(gòu)及其與RDX晶面相互作用的理論研究[J]. 崔瑞禧,張煒. 含能材料. 2012(04)
[8]表面活性劑和硅烷偶聯(lián)劑復合改性水滑石的表面性質(zhì)[J]. 倪哲明,付曉微,薛繼龍,李遠. 無機化學學報. 2012(03)
[9]劍麻纖維表面特性及其浸潤行為[J]. 王娟,李敏,王紹凱,顧軼卓,李艷霞,張佐光. 復合材料學報. 2012(04)
[10]反相氣相色譜法表征表面活性劑與硅烷偶聯(lián)劑復合改性水滑石的表面性質(zhì)[J]. 付曉微,倪哲明,王巧巧,劉曉明,林文權(quán),鄭立. 功能材料. 2011(S4)
本文編號：3040655
【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：101 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
本文研究思路
而 AP 是典型的無機離子化合物。從極性的角度看，兩者與弱極性的 PBT基體或 PBT/A3 基體（由 A3 增塑的 PBT 粘合劑固化物）不相容，這意味著在 PBT推進劑中，這兩種主要填料與粘合劑基體的界面粘結(jié)較差，是制約該類推進劑力學性能提高的主要誘因。此外，硝胺顆粒表面的化學惰性，與粘結(jié)劑基體界面粘結(jié)不牢，也導致推進劑藥柱力學性能不好。因此，填料及基體的表面性質(zhì)尤其是填料-基體界面粘結(jié)對復合固體推進劑的力學性能均具有重要的影響作用。本章采用接觸角法及反相氣相色譜法（IGC），研究 PBT 推進劑中主要組份的表面特性，得到推進劑主要組份表面特性的規(guī)律及構(gòu)效關(guān)系。3.1 PBT 推進劑中主要填料的結(jié)構(gòu)特性3.1.1 填料的表面形貌采用場發(fā)射掃描電鏡（SEM），表征填料（Ⅲ類 AP、HMX、FLQT1#Al 粉）的表面形貌特性，其電鏡照片如圖 3.1~圖 3.3 所示。
(a)放大 500 倍 (b)放大 5000 倍圖 3.3 FLQT1#Al 粉的 SEM 圖由圖 3.1~圖 3.3 可知，AP 為規(guī)則的四方結(jié)構(gòu)，其表面平滑，僅存在部分條紋溝壑；HMX 表面相對粗糙，形狀為不規(guī)則立方結(jié)構(gòu)，表面覆蓋有層狀物；Al 粉（FLQT1#）為球形顆粒，表面覆蓋一層不規(guī)則的小顆粒，導致其粗糙程度較大。3.1.2 PBT 推進劑主要組份的分子結(jié)構(gòu)PBT 推進劑的粘合劑主要組份重復單元結(jié)構(gòu)如圖 3.4~圖 3.5 所示。H3C CH2C OHCH2N3CH2N3H3CH2CH2CH2C OH(a)BAMO 重復單元 (b)THF 重復單元圖 3.4 PBT 聚合物中兩種單體分子的分子結(jié)構(gòu)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PAN–b–PHEA和PAN–b–P（HEA–g–AEFC）與復合固體推進劑組分的表界面性能[J]. 周宏玉,張教強,豆榮榮,石繪敏,康拴艷. 化學推進劑與高分子材料. 2016(03)
[2]端環(huán)氧聚丁二烯與固體填料之間表界面性能的研究[J]. 付小龍,樊學忠,張偉,李娜,周文靜. 中國膠粘劑. 2015(07)
[3]高氯酸銨粒度對高氯酸銨/端羥基聚丁二烯藥柱動態(tài)力學性能的影響[J]. 孫培培,南海. 科學技術(shù)與工程. 2015(11)
[4]典型碳纖維的表面能差異性研究[J]. 馬金瑞,李敏,張佐光. 航空制造技術(shù). 2014(11)
[5]含團聚硼富燃料推進劑表-界面性能研究[J]. 龐維強,樊學忠,胥會祥,蔚紅建,張偉,李勇宏,劉芳莉,謝五喜,閆寧. 固體火箭技術(shù). 2013(04)
[6]溫度對玻璃纖維-環(huán)氧樹脂潤濕性的影響[J]. 李文娟,汪浩,楊浩邈,曾慶文,彭曉東,謝衛(wèi)東. 兵器材料科學與工程. 2012(06)
[7]硼酸酯鍵合劑分子結(jié)構(gòu)及其與RDX晶面相互作用的理論研究[J]. 崔瑞禧,張煒. 含能材料. 2012(04)
[8]表面活性劑和硅烷偶聯(lián)劑復合改性水滑石的表面性質(zhì)[J]. 倪哲明,付曉微,薛繼龍,李遠. 無機化學學報. 2012(03)
[9]劍麻纖維表面特性及其浸潤行為[J]. 王娟,李敏,王紹凱,顧軼卓,李艷霞,張佐光. 復合材料學報. 2012(04)
[10]反相氣相色譜法表征表面活性劑與硅烷偶聯(lián)劑復合改性水滑石的表面性質(zhì)[J]. 付曉微,倪哲明,王巧巧,劉曉明,林文權(quán),鄭立. 功能材料. 2011(S4)
本文編號：3040655
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