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丁羟复合推进剂混合工艺安全技术研究张明海冯自瑞郑钢贺锋刘成（西安北方惠安化学工业有限公司陕西西安 710302）摘要：混合工序是复合推进剂制造工艺过程中最危险的工序之一，由于现场在制品量大，一旦发生事故，会造成巨大的人员伤亡和财产损失。
文章从目前典型混合工艺和设备、推进剂原材料特性、工艺特点进行分析，探讨丁羟复合推进剂装药混合过程中的工艺安全控制措施。
主题词：丁羟复合推进剂混合安全1 引言复合推进剂是火箭发动机工作的动力来源，主要由弹性基体、固化及键合增塑体系、含能密度材料和金属燃料、氧化剂等组成，是通过机械混合得到的一种热固性假塑性流体。
机械混合过程实际就是通过不断的剪切、捏合，使各种原材料充分搅拌浸润，达到各组分均匀一致。
因混合过程中在制品量大，同时由于设备的差异、原材料自身特性、工艺参数设定、工艺控制等因素影响，一旦控制不当，易形成重大安全事故。
据统计，复合推进剂制造过程中，混合工艺过程发生事故最多，几乎是原材料处理、浇铸、固化、脱模、整型等主要工序事故数的总和，约占总工艺事故数的41.86%[1]，消除或减少混合工序事故是提升复合推进剂制造科研生产安全的重点。
以下将从现行混合设备、混合工艺等方面展开分析。
2 现行工艺中存在的问题及危险机理分析当前，国内外复合推进剂制造领域主要采用立式真空混合机进行混合，采用人工现场加料或远程控制加料的工艺方法。
在丁羟复合推进剂配方组成中，具有潜在燃爆危险的组分包括三类：镁、铝等金属燃料粉体；高氯酸按等氧化剂粉体；黑索今、奥克托金等高能炸药类含能密度材料。
镁、铝等金属粉具有爆炸性，其最小点火能量仅为几十毫焦；常用的氧化剂AP为助燃属性，AP细粉使用粒度一般在（0.1～50）微米之间，受到扰动易悬浮，会对燃爆起到推波助澜的效果；含能密度材料通常为高能炸药类材料，其使用粒度一般为几十微米，无论从能量特性还是安定特性都更应给予充分重视。
由于箭弹武器有效射程和飞行速度等技战术指标日益提高，要求推进剂必须追求更高的能量和更高的燃速，在现有材料能量水平难以大幅提升的情况下，只能通过提高推进剂配方中固体物的含量，降低固体物粒度来满足指标要求，目前，国内丁羟推进剂固含量指标一般在87%-91% ，微米级氧化剂含量可达到50% 。
丁羟推进剂老化性能研究——几种防老剂对丁羟推进剂老化
性能的影响
王春华;贺南昌
【期刊名称】《固体火箭技术》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】本文采用高温加速老化的试验方法研究了老化对推进剂的力学性能、邵氏硬度、相对交联密度、燃速、失重百分数的影响,并以 DSC 曲线的出峰温度作为评定参考.同时,通过电镜技术观察推进剂表面及其拉伸断裂面氧化剂 AP 的分解行为.实验结果表明,防老剂H、α-萘胺和二苯胺这三种防老剂对丁羟推进剂的防老化效果基本相同,但在较高温度下,防老剂 H 稍优于α-萘胺和二苯胺.
【总页数】12页(P99-110)
【作者】王春华;贺南昌
【作者单位】[1]国防科技大学五系;[2]国防科技大学五系
【正文语种】中文
【中图分类】V421
【相关文献】
1.丁羟推进剂的化学老化机理与改善老化性能的技术途径 [J], 王春华;彭网大;翁武军;张仁
2.几种防老剂对NR胶料耐老化性能的影响 [J], 常咸旭;李安庆
3.几种防老剂对NR胶料耐老化性能的影响 [J], 常咸旭;李安庆
4.防老剂H对丁羟推进剂力学性能的影响 [J], 郭万东;王北海
5.防老剂 H 对 IPDI 丁羟推进剂低温伸长率的影响 [J], 王北海;郭万东
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丁羟四组元复合固体推进剂固化体系研究的开题报告
一、选题背景
固体推进剂是一种重要的发射剂，广泛应用于火箭的推进系统中。
传统的固体推进剂
通常采用铵盐类氧化剂和聚合物作为燃烧剂，但存在热稳定性差、热量输出低等问题，难以满足现代高性能推进系统对燃料的要求。
近年来，丁羟四组元复合固体推进剂作
为一种新型燃烧剂备受关注，具有高能密度、燃烧温度低等优点。
二、研究目的
本研究旨在通过实验室合成、燃烧性能测试等方式，对丁羟四组元复合固体推进剂的
固化体系进行深入研究，探索其在推进系统中的应用前景。
三、研究内容
1. 丁羟四组元复合固体推进剂的制备
采用溶剂浸渍法合成丁羟四组元复合固体推进剂，并对其微观结构进行分析。
2. 固化体系的探究
研究不同固化剂对丁羟四组元复合固体推进剂的固化效果、物理化学性质等影响因素。
3. 燃烧性能测试
测试固化后的丁羟四组元复合固体推进剂的燃烧性能，包括燃烧速率、燃烧温度等参数，研究其燃烧机理。
四、研究意义
丁羟四组元复合固体推进剂具有高能密度、燃烧温度低等优点，可以作为一种新型高
性能燃料广泛应用于推进系统中。
本研究将深入研究其固化体系，为其应用提供理论
基础，并为推进系统的发展提供新的途径。
五、研究方法
本研究采用实验室合成、燃烧性能测试等方法，结合理论分析，全面探究丁羟四组元
复合固体推进剂的固化体系及燃烧性能。
六、预期成果
通过本研究，可以确定适合丁羟四组元复合固体推进剂固化的体系，并探索其燃烧机理，为其应用提供理论基础。
同时，本研究可为固体推进剂燃烧机理研究提供新思路，推动推进系统的发展。
提高丁羟推进剂燃速的主要技术途径一、介绍丁羟推进剂是一种应用广泛的推进剂，用于火箭发动机和导弹发动机。
其燃速的提高可以显著改善推进剂的性能，提高火箭的推力和运载能力，因此研究如何提高丁羟推进剂的燃速具有重要意义。
本文将从化学成分、晶体结构、添加剂等方面，探讨提高丁羟推进剂燃速的主要技术途径。
二、优化化学成分1. 选择合适的氧化剂丁羟推进剂的主要成分是丁羟和硝酸铵。
其中硝酸铵作为氧化剂，对燃速起着至关重要的作用。
优化化学成分可以选择更活泼的氧化剂，如高氯酸铵或硝酸铵与过氧化铵混合物，以提高燃速。
2. 调整燃烧阿伦尼尼在丁羟推进剂燃烧时，燃烧阿伦尼尼也会影响燃速。
通过调整燃烧阿伦尼尼的组成，如改变丁羟和硝酸铵的比例，可以优化燃烧性能，提高燃速。
三、改进晶体结构1. 精细化晶体形态丁羟推进剂的晶体结构对燃速有着重要影响。
通过控制结晶速率、结晶条件和晶粒大小，可以精细化晶体形态，提高燃速。
2. 合成掺杂晶体在晶体结构中引入掺杂离子，如钛、铁等，可以节能催化剂的形成，改善燃速性能。
四、添加剂1. 添加氧化剂在丁羟推进剂中添加一定量的氧化剂，如硝化丙烯、二氧化锰等，可以提高燃速。
2. 添加促进剂在丁羟推进剂中添加适量的促进剂，如二硝基苯、铁氰化钾等，可以提高燃速。
五、其他技术途径1. 燃速测定与评价建立完善的燃速测定和评价体系，能够准确反映丁羟推进剂燃速性能，为技术改进提供有效参考。
2. 良好的工艺控制丁羟推进剂的工艺控制对燃速性能具有重要影响，因此需要建立并严格执行质量控制体系，确保产品质量稳定，以提高燃速。
六、结语通过优化化学成分、改进晶体结构、添加剂等技术途径，可以有效提高丁羟推进剂的燃速。
这些技术途径为推进剂行业技术改进和产品性能提升提供了重要的研究方向，具有重要实践价值。
希望未来能够有更多的研究工作在此方面取得更多的成果，为推进剂行业发展贡献力量。
由于丁羟推进剂的燃速对火箭发动机和导弹发动机的性能有着决定性的影响，因此提高其燃速成为了火箭推进剂研究领域的热点之一。
丁羟复合固体推进剂的生产工艺流程
丁羟复合固体推进剂的生产工艺流程主要包括以下步骤：
1. 固体原材料预烘：将高氯酸铵和铝粉过筛，高氯酸铵放于60℃~70℃烘箱，铝粉放于50℃~60℃烘箱，预烘12h以上。
2. 称量、预混：按质量配比要求，称取各种原材料，将压强指数调节剂、粘合剂、增塑剂、燃速催化剂键合剂、补强剂、固化催化剂和防老剂进行预混，然后加入铝粉预混。
3. 混合：在预混药浆中分次加入氧化剂混合均匀，加入固化剂混合，采用立式混合机混合制成工艺性能优良的推进剂药浆。
4. 将黏合剂（端羟基聚丁二烯）与直径约1～50μm的固体燃料（钛粉、铝粉、镁铝合金粉、铝锌合金粉一种）在30～40℃升温情况下采取接连混合，待黏合剂完全浸润固体燃料后，停止升温并混入热引发剂、光引发剂、直径约10～120μm的氧化剂及固化催化剂，在真空情况下捏合均匀。
请注意，上述流程仅供参考，实际生产中可能因不同厂家工艺不同而有所差异。
少烟高固体含量丁羟推进剂配方研究
周学刚
【期刊名称】《固体火箭技术》
【年(卷),期】2000(023)002
【摘要】通过理论计算和初步实验,证实少烟高固体含量丁羟推进剂是实用的.研究表明,铝粉含量对I°sp、燃气中Al2O 3含量、ρ有显著影响,降低铝粉含量,比冲大幅度下降;RDX 代替部分AP,燃气中HCl、H2O含量降低,但(CO+H 2)含量增加,增加了燃气的二次火焰,低铝粉配方中,RDX不能提高比冲;增加固体含量,能明显提高比冲和密度,是提高能量特性的有效途径;提高压强,比冲增加,燃气中H2O%和
CO+H2含量减少,有利降低烟雾.固体含量89%的配方具有良好性能.
【总页数】4页(P56-59)
【作者】周学刚
【作者单位】中国航天科技集团公司四院四十二所,湖北,襄樊,441003
【正文语种】中文
【中图分类】V512
【相关文献】
1.高固体含量丁羟推进剂性能研究 [J], 刘长宝;刘云飞;姚维尚
2.含RDX的少烟丁羟推进剂配方研究 [J], 孙翔宇;何耀东
3.含RDX的少烟丁羟推进剂配方研究 [J], 孙翔宇;何耀东
4.某高燃速丁羟推进剂配方研究 [J], 司马凯;张立新;陈学文
5.高固体含量高强度丁羟推进剂工艺调节技术研究 [J], 孙伟;胡林俊;魏子力
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丁羟三组元推进剂的增材制造及性能研究
孙鑫科;石柯;史钰;罗聪;王鼎程;李伟;任全彬
【期刊名称】《火炸药学报》
【年(卷),期】2024(47)2
【摘要】针对传统浇注成型与直写式3D打印对固体推进剂药浆工艺性能要求相冲突的问题,为实现小型药柱的3D打印,采用添加少量定型助剂(YJ)的方法对丁羟三组元推进剂配方进行改性,对改性前后推进剂的工艺性能、力学性能、燃烧性能和能量性能进行对比分析,并探究了YJ对推进剂性能的影响。
结果表明,改性后的推进剂药浆具备可控挤出和室温堆积的流变特性;YJ的加入使得推进剂在20、70℃下的最大抗拉强度分别降低0.1和0.15 MPa,断裂伸长率分别增加了12.7%和9.9%,表明YJ对其力学性能影响显著;此外,实验及理论计算表明,YJ对推进剂的燃烧性能和能量性能影响甚微,燃速最大降低0.24 mm/s,能量变化幅度均在1%以内;表明定型助剂(YJ)的加入不仅使药浆满足3D打印要求,而且对原始推进剂的整体性能没有显著负面影响。
【总页数】9页(P172-179)
【作者】孙鑫科;石柯;史钰;罗聪;王鼎程;李伟;任全彬
【作者单位】航天化学动力技术重点实验室;湖北航天化学技术研究所;航天动力技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;V512
【相关文献】
1.丁羟三组元固体推进剂燃烧工况下氧化锆热障涂层烧蚀与隔热性能分析
2.温度对某型四组元丁羟推进剂热分解和热安全性能的影响
3.丁羟推进剂老化性能研究——几种防老剂对丁羟推进剂老化性能的影响
4.丁羟四组元复合推进剂燃烧稳定性机理研究综述
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BEBA对丁羟推进剂界面粘接作用的研究张习龙;刘苗娥;王祝愿;邓剑如【摘要】合成了聚醚类和聚酯类互联单体，并用互联单体合成了硼酸酯键合剂（BEBA）。
采用反相气相色谱法，测算了AP、RDX、丁羟聚氨酯（HTPB⁃PU）基体和BEBA间的界面酸碱作用焓。
结果显示，5种BEBA与AP、RDX的界面作用焓，均远大于HTPB⁃PU基体与AP、RDX、BEBA的界面作用焓，表明5种BEBA均优先吸附在AP、RDX上，以聚酯链段合成的BEBA⁃4更有利于吸附，并采用EDS证实了BEBA⁃4吸附在AP、RDX表面。
通过接触角法，测算了AP、RDX吸附BEBA⁃4后的AP、RDX与HTPB⁃PU基体间的界面张力和界面粘附功。
结果表明，吸附BEBA⁃4的AP、RDX与HTPB⁃PU基体间的界面张力降低，界面粘附功增加，界面粘接强度增强。
BEBA用于推进剂力学性能测试和SEM观察的结果与界面粘接作用结果基本吻合，即以聚己二酸丁二醇酯为互联链段合成的BEBA⁃4对推进剂力学性能改善的效果最为显著。
%The polyether and polyester interconnection monomers were synthesized,and the borate ester bonding agents( BE⁃BAs) were synthesized using above interconnection monomers.The interface interaction enthalpies ofAP,RDX,HTPB polyurethane ( HTPB⁃PU) matrix and BEBAs were calculated using inverse gas chromatography.The results indicate that the interface interaction enthalpies of BEBAs and AP or RDX are much higher than those of HTPB⁃PU and AP or RDX or BEBAs,which indicates that the BEBAs are preferentially adsorbed on AP or RDX,and the polyester chain segment of BEBA⁃4 is more conducive to the absorption among them.The electron spectroscopy results directly prove that BEBA⁃4 is adsorbed on AP or RDXsurface.The interfacial tension and interfacial adhesion between the fillers,the HTPB⁃PU matrix and the fillers coated BEBA⁃4 are measured using the contact an⁃gle method.The results indicate that the interfacial tension between the fillers coated BEBA⁃4 and the HTPB⁃PU matrix isde⁃creased,the interfacial adhesion is increased and the interfacial bond strength is enhanced.The results from the mechanical proper⁃ties testing and SEM observations are greatly in accordance with conclusions from the interfacial adhesion interactions. The result shows that BEBA⁃4 prepared from poly( butylene adipate) can significantly improve the mechanical properties of the HTPB propel⁃lant.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2016(039)005【总页数】5页(P667-671)【关键词】丁羟推进剂;硼酸酯键合剂;互联链段;反相气相色谱;接触角【作者】张习龙;刘苗娥;王祝愿;邓剑如【作者单位】湖南大学化学化工学院，长沙 410082;湖南大学化学化工学院，长沙 410082;湖南大学化学化工学院，长沙 410082;湖南大学化学化工学院，长沙410082【正文语种】中文【中图分类】V512丁羟四组元推进剂是一种由氧化剂(高氯酸铵AP、黑索金RDX)、燃烧剂(铝粉，Al)等粉体填料，与丁羟(HTPB)粘合剂混合后，加热固化而成的含能复合材料。
专利名称：丁羟无铝推进剂及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：王晓东,张习龙,牛草坪
申请号：CN202010432057.4
申请日：20200520
公开号：CN111454113A
公开日：
20200728
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种丁羟无铝推进剂及其制备方法，该原料包括按质量分数计的粘合剂
7.5%~8.0%，增塑剂2.5%~3.5%，固化剂0.5%~1.0%，氧化剂63%~74%，硝胺炸药
10%~20%，燃速催化剂1.5%~2.5%，燃烧稳定剂1.0%~3.0%，其原料还包括0.5%~2%的燃速调节剂，燃速调节剂为有机钡盐、金刚烷胺衍生物、二茂铁基季铵盐中的一种或多种。
本发明提供的丁羟无铝推进剂具有少烟低特征信号，在16MPa~24MPa范围内具有较低的燃速压强指数，保证了高压强发动机工作的稳定性。
申请人：湖北三江航天江河化工科技有限公司
地址：444200 湖北省宜昌市远安县97号信箱
国籍：CN
代理机构：宜昌市三峡专利事务所
代理人：成钢
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