2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯的合成、晶形控制及其与HTPB推进剂组份的相容性
2017-05-07何金选任晓婷曹一林
侯 斌, 何金选, 任晓婷, 曹一林
(湖北航天化学技术研究所, 湖北 襄阳 441003)
1 引 言
目前,各国都在加速研制高性能固体推进剂,以适应导弹武器发展的变化。其中低污染、低特征信号是未来推进剂发展的一个主要方向。传统的固体推进剂含有大量的高氯酸铵(AP)和Al粉,燃烧会产生大量的烟雾,从而降低了自身隐蔽能力,并且会影响制导系统[1]。低特征信号武器经过战争的检验,证实其生存能力和突防能力都得到很大提高。新材料的探索是实现推进剂低特征信号的必要条件。
2008年美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的David E.Chavez等[2]首次报道合成出了一种固体硝酸酯化合物2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(SMX),密度为1.917 g·cm-3,能量水平和HMX相当,有效氧含量高,可以作为固体推进剂中的新型氧化剂取代AP。国外学者已经对SMX在丁羟推进剂体系中的应用进行了初步探索[3],在不含Al粉或Al粉含量很低的配方中,SMX几乎可有效取代全部AP,而不影响推进剂的理论能量水平,这是实现推进剂低特征信号的一个重要途径。
目前国内外学者的主要研究集中在其合成方案改进[4-5],而关于SMX的晶形控制和相容性研究则鲜有报道。推进剂固体填料的晶体形貌直接影响推进剂的工艺及力学性能,相容性直接影响推进剂的安全性能。因此需要开展SMX的晶形控制技术及其与HTPB推进剂体系的相容性研究。
本研究以文献[4]中的中间产物2-羟甲基-2-硝基-1,3-丙二醇为起始物合成了SMX,表征了其结构,并从SMX的单晶衍射数据出发,采用Materials Studio Modeling(MS)6.0软件中Growth Morphology(生长形态)模拟了SMX可能存在的晶体形态和生长晶习。……
