含TKX-50的HTPB推进剂能量性能研究①
2018-08-31熊伟强朱雯娟郑光虎李忠友赵新岩王爱梅
熊伟强,朱雯娟,郑光虎,李忠友,赵新岩,王爱梅,高 扬
(中国航天科技集团公司四院四十二所,襄阳 441003)
0 引言
5,5’-联四唑-1,1’-二氧二羟铵(TKX-50)分子式为C2H8N10O4,其理论生成焓为446.6 kJ/mol,氮含量为59.3%,氧平衡为-27.10%,理论密度为1.877 g/cm3;Fischer等[1]报道了TKX-50的合成,实验和理论研究结果表明,TKX-50的能量水平与CL-20相当,且感度较低。
居文平等[2]研究了TKX-50的合成方法,并对反应条件进行了优化;新的合成方法避免了敏感中间产物二叠氮基乙二肟以固体形式存在,使得该方法操作安全;直接在萃取液中通氯气发生环合反应,利用酸碱中和直接合TKX-50,使得该方法具有一定的工业化应用前景。赵廷兴等[3]研究了TKX-50的50 g量级制备方法。以乙二醛为起始原料,通过肟化、氯代、叠氮化、环合制得了关键中间体(1,1’-BTO),1,1’-BTO与羟胺水溶液成盐直接制备出目标物TKX-50,产品经1H NMR、IR、MS、DSC和元素分析确证结构。毕福强等[4]计算了TKX-50单元推进剂的相关特性。结果表明,与HMX、CL-20的能量性能相比,在1~10 MPa压强下,TKX-50具有较低的燃温、较高的特征速度。刘云飞等[5]探索了TKX-50在HTPE推进剂中应用的可行性。结果表明,TKX-50颗粒形貌不规则,且粒度分布不均匀,但颗粒表面致密、光滑,无明显缺陷;TKX-50与粘合剂HTPE、高氯酸铵(AP)、铝粉(Al)和甲苯二异氰酸酯(TDI)之间无明显的相互作用,但与奥克托今(HMX)之间存在一定的相互作用;推进剂配方中添加TKX-50可提高推进剂的能量水平,当TKX-50含量为25%时,推进剂理论比冲达最大值(2685.2 N·s/kg)。Sinditskii V P等[6]研究了TKX-50的燃烧性能和物理化学性质。理论计算结果表明,TKX-50的爆速(密度1.877 g/cm3)9.19 km/s,略低于HMX的9.23 km/s,(密度为1.904 g/cm3)。Dreger Zbigniew A等[7]通过拉曼光谱和DFT计算,研究了TKX-50在高压下的稳定性,结果表明,分子间氢键提高了TKX-50的稳定性,使TKX-50的撞击感度较低。……
