论文部分内容阅读
丁羟四组元(HTPB/AP/RDX/Al)复合固体推进剂因综合性能优良广泛应用于火箭发动机中,但配方中固含量高,导致推进剂装药过程工艺性能差,药柱力学性能不良。在用的键合剂均不能完全解决这一难题,其中第二代硼酸酯键合剂BEBA-4键合效果较好,但还是存在环境温湿度变化引起力学性能波动的问题。针对这一背景,开展了新型硼酸酯键合剂的研究工作。针对现有硼酸酯键合剂的不足,本论文提出“多中心、多功能”的键合剂设计原则,设计出结构新颖的多胺多硼键合剂,确保新型硼酸酯键合剂既是硝铵的键合剂又是AP的键合剂,不仅增加了键合作用位点,还提高了硼酯结构的水解稳定性。合成得到了五羟乙基二乙烯三胺及三种环硼酯中间体,并通过酯交换得到NBBA键合剂。以二乙烯三胺与2-氯乙醇为主要原料合成五羟乙基二乙烯三胺作为NBBA的骨架中间体,单因素实验与正交实验相结合对原料配比及反应条件进行优化,最佳配比为:二乙烯三胺与2-氯乙醇的摩尔比为1:6.5;最佳工艺条件为:反应温度85℃,反应时间5 h,收率达到了98.76%,并用羟值测定、胺值测定、FT-IR、1H-NMR及ES-MS等方法对产物进行结构表征。以硼酸与多种二醇合成了3种环硼酸酯中间体,并用1H-NMR对其结构进行了表征。以五羟乙基二乙烯三胺和环硼酸酯中间体进行酯交换反应,合成得到三种多胺多硼键合剂NBBA。从耐水解性能、NH3吸收性能以及装药力学性能方面对三种NBBA应用性能进行分析。NH3吸收性能三种NBBA均良好,而以NBBA-3耐水解性能最佳,粘度低,工艺性能较好。进行装药试验,结果表明:NBBA-3应用于丁羟四组元推进剂,常温最大抗拉强度达到0.83 Mpa,最大延伸率58%;高温最大抗拉强度达到0.52 Mpa,最大延伸率66%,达到发动机设计指标。