TiO2前驱体微胶囊型缓蚀剂的制备与性能研究

随着火炮初速、膛压、射速的提高, 炮膛的烧蚀磨损逐渐变得严重, 对高效缓蚀剂的需求越来越迫切。本研究以聚乙烯醇(PVA)为壁材, 在W/O/W复乳体系中利用界面交联法制备了TiO₂前驱体微胶囊, 探讨了微胶囊的形成机理。扫描电镜观察表明微胶囊呈现出球形形貌, 分散性好, 囊壁致密、包覆完整, 粒径分析显示其平均粒径在10 μm左右; 红外分析进一步证实微胶囊是由醇醛树脂层包覆TiO₂前驱体形成; 热分析表明微胶囊中固体TiO₂含量约为35%。利用烧蚀管试验法测试其降烧蚀性能, 结果表明TiO₂前驱体微胶囊型缓蚀剂不影响发射药的燃烧规律, 在相对于发射药质量2.5wt%的添加量下, 降烧蚀效率达到35%左右。     

HTPB推进剂老化机理的分子模拟

为了研究HTPB推进剂的老化机理,采用量子化学方法,计算了端羟基聚丁二烯-甲苯二异氰酸酯(HTPB-TDI)固化体系中化学键的键能,搜索了HTPB推进剂老化过程中可能发生的四个氧化反应的过渡态。结果表明,与CH2基团相连的C—O键的键能最小,为244.95 kJ·mol-1,在老化降解过程最容易发生断裂。老化过程中可能发生的四种氧化交联反应的活化能均较小,小于HTPB-TDI固化分子降解断裂所需要的能量,说明氧化交联反应是HTPB推进剂老化的主要原因,其中生成三元环氧反应的活化能最小,为12.59 kJ·mol-1。     

TiO2/CNTs复合粒子的制备及其对高氯酸铵热分解性能的影响

目的 制备一种TiO2/CNTs复合粒子,并研究它对高氯酸铵热分解的催化作用。方法 以钛酸丁酯为钛源、乙酰丙酮为稳定剂,在常温下制备了钛溶胶,之后又以浓酸处理后的碳纳米管为载体,在常压和80 ℃下,用溶胶回流法制备了TiO2/CNTs纳米复合粒子。采用X射线衍射仪测定了复合粒子的晶体组成,采用透射电镜观察了复合粒子的表面形貌,采用红外光谱和X射线光电子能谱对复合粒子的表面官能团和元素组成进行了表征,并利用热分析仪考察了其对高氯酸铵热分解的催化作用。结果 经浓酸处理后,碳纳米管表面增加了羟基、羧基等活性官能团,生成的TiO2呈颗粒状包覆在碳纳米管表面,厚度约为2~4 nm,复合粒子中TiO2晶型为锐钛矿和金红石的混晶。TiO2/CNTs复合粒子对高氯酸铵的热分解具有显著的催化作用,使高氯酸铵的高温分解峰温度降低了52.5 ℃,并由吸热状态转变为放热状态,低温分解峰几乎消失。结论 制备的TiO2/CNTs复合粒子能促进高氯酸铵的热分解,且其催化效果明显优于纳米TiO2、CNTs以及二者的简单混合物。     

碳纳米管表面改性及其应用于复合材料的研究现状

对碳纳米管进行表面改性可提高碳纳米管的表面活性、分散能力和与基体材料之间的相容性,从而提高其在复合材料中的增强效果。本文介绍了碳纳米管表面改性的方法,分为物理法和化学法,物理法主要有高能机械研磨法、高能球磨法和超声振动法;化学法主要有酸处理法、偶联剂法、化学镀法、高能射线辐照法和原子转移自由基聚合法。在实际应用中常将几种改性方法联合使用,使得到的改性产物性能更稳定,性质更多样化。同时,介绍了改性后的碳纳米管在各种复合材料中的应用现状。并指出了对碳纳米管进行改性的两个重点：一是尽量保持碳纳米管的本身结构完整性;二是提高碳纳米管在基体中的分散性。     

HTPB复合固体推进剂溶胀实验研究

比较了7种纯溶剂和5种混合溶剂对HTPB复合固体推进剂的溶胀效果,得到并分析了推进剂经各溶剂溶胀后的质量损失情况;利用扫描电子显微镜(SEM)对溶胀后的推进剂表面形貌进行观测,并利用傅里叶漫反射红外光谱(DRIFT)仪对纯AP以及经水/乙醚、水/丙酮溶胀回收的AP进行表征。实验结果显示:纯溶剂溶胀实验中,二氯甲烷、三氯甲烷的溶胀效果最明显,溶胀增长比达44.6%、50%,但质量损失比较小,仅为26.5%、28.8%;混合溶剂溶胀实验中,水/乙醚、水/丙酮的溶胀效果最显著,溶胀增长比分别为100.2%、41.2%,质量损失比分别为65.98%、66.34%;DRIFT检测结果显示,经水/乙醚、水/丙酮溶胀回收得到的AP的特征峰均没有发生变化,证明水/乙醚、水/丙酮体系均可用于废弃HTPB复合固体推进剂中AP组分的回收。     

复合固体推进剂基体/填料界面研究现状

复合固体推进剂广泛应用于航天火箭及常规战备武器中,其基体与填料间的界面问题一直是科研工作者关注的焦点。因基体/填料界面属于推进剂的弱作用点,研究界面问题可在一定程度上反映推进剂的整体结构完整性。简要介绍了目前关于固体推进剂中基体/填料界面的主要研究方法,从物相表征和力学测试两方面进行分类,分别介绍了红外光谱、显微镜、X射线光电子能谱、接触角测量及拉伸测试法和动态力学性能测试法在基体/填料界面处的应用,并介绍了几种常见界面作用理论。通过总结和对比,展望了固体推进剂基体/填料界面研究的发展方向,指出界面研究将朝着对单一界面进行研究、从微观角度测试力学性能以及界面分子动力学研究的方向发展。     

国外废弃HTPB推进剂处理技术研究进展

废弃HTPB推进剂属于特殊的危险品,出于安全考虑,必须将其妥善处理。简要介绍了废弃HTPB推进剂的传统处理方法,重点综述了国外对废弃HTPB推进剂中有效组分的回收方法和资源化再利用技术的研究现状,并从实际应用角度分析了各方法的优缺点。最后,指出了废弃HTPB推进剂处理技术未来的研究方向。