交聯改性雙基推進劑

交聯改性雙基推進劑（簡稱XLDB）是在改性雙基推進劑組分中加入交聯劑，使大分子主鏈間生成化學鍵，改善力學性能的推進劑。交聯改性雙基推進劑的高性能來源於固體填充量高，含能增塑劑（硝化甘油）含量高和改時了韌性和力學性能的預聚物黏合劑。

基本介紹

• 中文名：交聯改性雙基推進劑
• 簡稱：XLDB
• 來源於：固體填充量高
• 類別：預聚物黏合劑

簡介

組成成分

交聯改性雙基推進劑的組分有：預聚物、硝化甘油、奧克托金、鋁粉和安定劑等。預聚物是具有多官能度的交聯劑，它與硝化纖維素上含有剩餘羥基發生反應，使大分子間交聯成網狀結構，從百使推進劑的力學性能得到改善。主要交聯劑有，異氰酸酯、聚酯、聚氨酯、端羥基聚丁二烯、丙烯酸酯等。

“陶-2”反坦克飛彈

實戰套用

交聯改性雙基推進劑美國己用於潛地“三叉戟”飛彈一、二、三級發動機裝藥。“斧式”地地飛彈，“陶-2”反坦克飛彈，英國全天候中型低、中、高航空飛彈“海標槍”的助推器，法國空艦飛彈“飛魚”、反艦飛彈AS15等都用這類推進劑裝藥。

三叉戟飛彈

分類

異氰酸酯交聯的推進劑

一縮二乙二醇與乙二酸形成己二酸乙二酯，簡稱PGA，預聚物由1份PGA聚酯與2份六次甲基二異氰酸酯（HDI）或甲苯二異氰酸酯（TDI）反應生成。

配方1

組分	用量/g	組分	用量/g
硝化纖維素	4	奧克托金	45
PGA-TDI預聚物	6	鋁粉	18
硝化甘油	26	二硝基二苯胺	1

配方2（VRP）

組分	用量/g	組分	用量/g
雙基黏合劑	30	奧克托金	43
高氯酸銨	8	PGA-HDI預聚物	適量
鋁粉	19	穩定劑和固化劑	少量

說明 該配方推進劑計算比沖2597～2646N.s/kg。美國用於“三叉戟C4”飛彈第一級發動機裝藥。

配方3

組分	用量/g	組分	用量/g
雙基黏合劑	30	高氯酸銨	10
鋁粉	19.5	PGA-HDI預聚物	適量
奧克托金	40.5	穩定劑和固化劑	少量

說明 該配方推進劑計算比沖2597～2646N.s/kg。美國用於“三叉戟C4”飛彈第二級發動機裝藥。

端羥（羧）基聚丁二烯交聯的推進劑

配方1

組分	用量/g	組分	用量/g
過氯酸銨	74.00	乙醯丙酮鋯	0.05
鋁粉	10.00	三（1-丙啶基）膦化氧	0.13
端羧基聚丁烯（M=6000）	9.30	三（N，1'，2'-亞丁基）苯均三醯胺	0.29
壬酸異癸酯	5.23	氧化鐵	1.00

配方2

組分	用量/g	組分	用量/g
過氯酸銨	74.00	乙醯丙酮鋯	0.05
鋁粉	10.00	三（1-丙啶基）膦化氧	0.13
端羧基聚丁烯（M=6000）	9.17	三（N，1'，2'-亞丁基）苯均三醯胺	0.29
壬酸異癸酯	5.16	氧化鐵	1.20

製備及性能 上述組分按用量混合，固化等工藝製得含典型金屬螯形催化劑乙醯丙酮鋯或乙醯丙酮的鋁等固體推進劑。螯形催化劑可用來對端官能團化合物與一個或多個丙啶基化合物的聚合加以催化，產生適合作為固體火箭推進劑黏合劑的高分子質量聚合物。最好是非曲直將推進劑直接澆鑄在要進行點火我火箭燃燒室中。

配方3

組分	ω/%	組分	ω/%
端羥甲基丁二烯（M=3300）	22.17	癸二酸二辛酯	1.56
		六亞甲基二異氰酸酯	1.184
三羥甲基丙烷	0.148	硝酯銨	75

製備及性能 將所有組分徹底混合均勻，然後澆鑄到模子中，在50℃靜置96h後完全固化。藥柱具有良好的機械性能，在65.6℃長時間停置後，無後固化或變質現象產生。

聚酯交聯推進劑

配方1

溶液：

組分	ω/%	組分	ω/%
雙（2，2-二硝基-2-氟乙基）甲醛	75	聚酯	25

聚酯：

組分	用量/g	組分	用量/g
癸二酸	16.16	間甲苯磺酸	0.25
5-羥基間苯二乙酸	4.76	二甲苯	100
二乙二醇	9.45

推進劑：

組分	用量/g	組分	用量/g
溶液	10.8	六氫-1，3，5-三[N-（2-乙基-丙啶基）丙醯]均三嗪	0.66
渤氯酸銨	12.0
鋁粉	8.0

製備及性能 先製備 聚酯：按制聚酯配方用量，向適當的反應器中加入各組分，組成混合物。混合物回流16h，將和二甲苯餾的不收集在收集瓶中，再在真空下將二甲苯共餾掉，剩下的殘餘物即為所產生的黏液體聚酯。

再製備溶液：將25%的聚酯和75%的雙（2，2-二硝基-2-氟乙基）甲醛混合製成溶液。

最後制推進劑：按推進劑配方用量，將前二組分混俁，所製成的溶液與過氯酸銨和鋁粉混合在一丐。將混合藥料在25℃保持24h，然後在1g、15×15mm管形瓶中，在75℃固化4h，製得堅韌的、富有彈性的推進劑。

按照上述方法，用其他的二醇和二羧酸，如用癸二酸和乙二醇、己二酸和丙二醇、壬二酸和1，4-丁二醇，與5-羧基-間苯二羥酸反應，生成聚酯樹脂，都可以製備火箭推進劑。

配方2

組分	ω/%	組分	ω/%
過氯酸銨	65.0	ECD-164[BCT （1，4-丁二醇），M=1600]	7.775
鋁粉（Alcoa 123）	10.50
鋁粉（Alcoa 140）	4.50	三乙醇胺	0.227
銅020（亞鉻酸銅）	0.10	LHT-240（1，2，6-己三醇紀發的聚丙二醇，M=260）	0.469
P-33（炭黑）	0.10
BLE	0.20
卵磷脂	0.20	甲苯-2，4-二異氰酸酯	2.413
B-500癸二酸二醇酯①	8.466	乙醯丙酮鐵	0.05

①B-500癸二酸二醇酯：

組分	用量/g	組分	用量/g
縮合催化劑對甲苯磺酸	4	1，2-聚氧丁二醇（牌號B-500）	3029.4
癸二酸	400

製備 先製備B-500癸二酸二醇酯：在140～225℃和4g縮合催化劑對甲苯磺酸存在下，按上述配方反應8h後，在133.322Pa真空下共收集水76ml。在最扣2h中，僅有少量水出來。反應製得1，2-聚丁二醇的端羥基聚酯，即B-500癸二酸二醇酯，其平均相對分子質量為1150，酸值為0.55。需要增加聚酯的相對分子質量，使達到2000，端部為羥基。將170g癸二酸加入到相對分子質量為1150的2437gB-500癸二酸二醇 酯中，在210～225℃反應5.5h。在此反應時間中，水收集器共收集水30ml。所製得的B-500癸二酸二醇酯平均相對分子質量為2266，酸值為1.39。

再製備推進劑：按上述推進劑配方用量，除過氯酸銨和二異氰酸酯外，將所有其他組分加入混合器中，在28℃、133.322Pa真空下混合15min。然後加入過氯酸銨，在28℃、不抽真空下的條件下混合10min，再在抽真空的條件下混合25min，製得推進劑混合物。在28℃、真空下混合25min，製得推進劑混合物。在28℃下混合物澆鑄，32～49℃下固化3d，製得固體推進劑。

配方3

與配方2組分、用量基本相同，所有同的是用聚丙二醇代替B-500癸二酸二醇酯。

製備及性能 製備方法與配方2相同，製得的固體推進劑與配方2基本相同，只是具有較低的延伸率。

運用這種方法制犁推進劑，同於套用1，2-聚氧丁二醇或者它的一種端羥基聚酯衍生物作為聚俁物黏俁劑，具有高的延伸率和低的彈性模量，使推進劑能抗溫度和壓力的變化，因而特別適合用於大的火箭發動機中。

丙烯酸酯交聯的推進劑

配方1

組分	用量/g	組分	用量/g
六（二氟氨基）丙醚	30.7	三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯	0.65
丙烯酸四（二氟氨基）戊酯	11.1	過氯酸銨	46.5
過氧化二氯苯醯	0.15	鋁粉	10.2

製備及性能 由二乙烯基甲醇和N2F4合成丙烯酸四（二氟氨基）戊酯。然後用三羥甲基丙烷三甲基丙烯酯（交聯劑）和過氧化二氯苯醯（催化劑）對丙烯酸四（二氟氨基）戊酯單體進行共聚，生成丙烯酸四（二氟氨基）戊酯聚合物。再將氧化劑過氯酸銨、燃燒劑鋁粉和六（二氟氨基）丙醚（增塑劑）都混俁在一丐，這種聚俁才能完成。在50℃，72h後固化基本完成，製得高能固體推進劑。

配方2（共聚物）

組分	用量/g	組分	用量/g
季戊四醇三硝酸丙烯酸酯	9.50	過氧化苯甲醯	1.0
丙烯酸	5.0	惰性有機溶劑（醋酸乙酯）	300ml

製備及性能 按上述配方用量，將前3組溶解在惰性有機溶劑如醋酸乙酯中，在回流條件下加熱16h，達到完全聚合，共聚物在己烷中沉澱出來。共聚物溶於丙酮、乙醚、醋酸乙酯等有機溶劑中，當共聚物直接用於推進劑的混俁物中時，在增塑劑加入後，惰性溶劑可以在真空下抽掉。

配方3（推進劑）

組分	ω/%	組分	ω/%
過氯酸銨	50.00	羥甲基乙烷三硝酸酯	10.87
鋁粉（平均粒度5～50μm）	15.00	雙環二環氧羧化物（固化劑）	2.28
季戊四醇三硝酸丙烯酸酯與丙烯酸共聚物（兩者之比為95：5）	10.87	慚醯兩樣酮鐵（固化催化劑）	0.11
三乙二醇二硝酸酯	10.87

性能及製備 按上述配方用量，各組分可以在標準立式裝有攪拌槳的推進劑混合器中進行混合，在夾套中的水溫為38～60℃。可以在真空下進行混合，54℃的黏度為0.1～0.3kPa.s，能很容易地澆鑄到火箭發動機中，固化後製得殼體粘結的推進劑藥柱。本推進劑的計算標準比沖高達263s，而感受度低，保存持在二級軍用火炸水平。

硝酸酯增塑的聚醚推進劑

硝酸酯增塑的聚醚推進劑，簡稱NEPE，是綜俁了雙基推進劑中流言蜚語胡酸酯增塑劑的能量特徵和無煙特徵，委員長俁推進劑中能量高、力漣性能好的優點，於70年代末、80年代初美國道首先發展起來的新一代固體推進劑。它是目前能量特性和低溫力學性能優異的推進劑，代表著高能固體推進劑的發展方向，該推進劑採用新的黏俁劑，用硝酸酯增塑的聚醚和乙酸丁酸纖維索賠取代交聯改性雙基推進劑中的硝化纖維素，延用了雙基推進劑中纖維素型黏俁劑以及奧克托金、高氯酸銨和鋁粉等組分，組成了新型固體推進劑。用於陸基MX戰略飛彈第三級發動機及其他一些戰術飛彈裝藥。

NEPE推進劑的組分：氧化劑、高氯酸銨、黑索今或奧托金；燃燒劑，鋁粉；黏合劑，聚乙二（PEG）、聚乙二酸乙二醇酯（PGA）、聚乙酸內酯（PCP）、端羥基聚丁二烯（HTPB）等；增塑劑，硝酸酯類增塑劑主要有硝化甘油（NG）、1，2，44-丁三醇三硝酸酯（BTTN）、三羥甲基乙烷三硝酸酯（TMETN）、三乙二醇二硝酸酯（TEGDN）及其混俁物；固化驗室劑和交聯劑、異氰酸酯、硝化驗室纖維不比、慚酸丁酸纖維素或N-100（二異氰酸酯與水的三聚體）；固化催化劑或交聯催化劑、三苯基鉍、雙醋苯一丁錫；安定劑、2-硝基二苯胺（2-NO2DPA）、4-硝基苯胺（4-NO2DPA）。

配方1

組分	用量/g	組分	用量/g
硝化甘油（NG）	10.3	鋁粉（Al）	18
1，2，4-丁三醇三硝酸酯（BTTN）	10.3	高氯酸銨（AP）	8
奧克托金（HMX）	45.2	其他	8.2

說明 其密度1.85g/cm3，比沖為2683N.d/kg。

配方2

組分	用量/g	組分	用量/g
NG	10.3	Al	13
BTTN	10.3	AP	13
HMX	45.2	其他	8.2

說明 其密度1.82g/cm3，比沖為2656N.s/kg。

配方3

組分	用量/g	組分	用量/g
NG	10.3	Al	13
BTTN	10.3	AP	13
HMX	45.2	其他	8.2

說 明 其密度1.80g/cm3，比沖為2617BN.s/kg。