含能粘接劑團聚硼性能研究①

胡秀麗，周偉良，鄒偉偉，肖樂勤，菅曉霞

(南京理工大學化工學院，南京 210094)

0 引言

硼粉具有高質(zhì)量、高體積熱值、潔凈燃燒等優(yōu)點，因此廣泛用于固體沖壓火箭發(fā)動機中。但硼粉在實際應用中主要存在兩大問題:一是硼粉的熔點、沸點高，且其氧化產(chǎn)物熔點也很高，導致其點火性能差、燃燒效率低，補燃效果差等;二是硼粉表面易與外界的氧氣、水蒸氣等結(jié)合產(chǎn)生H3BO3等水溶性雜質(zhì)，這些雜質(zhì)與HTPB發(fā)生縮合反應，生成高粘度端羥基聚丁二烯硼酸酯，導致固體推進劑加工性能惡化［1－2］。

針對以上兩個問題，目前國內(nèi)外學者多采用乙醇、水等溶劑提純;氫氧化鈉、氨水等中和硼粉表面酸性雜質(zhì)及GAP、HTPB、PBT、AP、LiF等表面包覆等方法來改善硼粉的加工性能、點火及燃燒性能等［3－11］。硼粉團聚改性可增大硼粒子的粒度;高分子粘接劑的存在，使得硼粉與推進劑組分的相容性提高，改善推進劑的工藝性能;還可在一定程度上提高推進劑中的硼、氧化劑(AP)等固體成分的含量，提高推進劑能量［12－18］。

本文以實驗室條件為基礎，對微米硼粉進行提純及含能粘接劑團聚改性，并探索采用pH值測試和XRD分析判斷硼粉酸性雜質(zhì)水平，采用熱重分析法從起始氧化溫度、氧化增重、氧化程度及DTG峰值溫度等參數(shù)評價硼粉改性后熱氧化反應性能的變化。

1 試驗

1.1 試驗藥品

微米硼粉:1 μm，純度94%，營口硼盛精細化工有限公司;無水乙醇:分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 樣品制備

將微米硼粉(B)與無水乙醇按質(zhì)量比1∶3加入到燒瓶中，在60℃條件下回流攪拌4 h，過濾，將提純的濾餅在60℃烘干，收集，得到乙醇提純的硼粉(Et-B)，將提純的硼粉用含能粘接劑按比例進行團聚(TB)。……