高 晓,何志成,聂战斌,周 星

(国防科技大学 空天科学学院,长沙 410073)

0 引言

固体推进剂作为固体火箭发动机的动力源,其性能直接影响火箭发动机的工作性能[1]。现役复合固体推进剂固化体系中,使用最广的是羟基/异氰酸酯类固化体系[2]。但是,异氰酸酯毒性大,且由于结构中不饱和键的存在导致其极易与空气或者固体组分中的水反应生成CO2气体,从而引起推进剂固化成型过程中产生气孔和裂纹。此外,异氰酸酯类固化体系还存在与一些新型含能材料如二硝酰胺铵(ADN)、硝仿肼(HNF)等相容性差的问题[3-5]。因此,为了提高复合固体推进剂制备工艺的安全性与环保性,克服水分存在而引起的性能缺陷,发展亲水性固化反应体系具有重要意义。

聚乙烯醇(PVA)是一种多羟基水溶性高分子聚合物,具有很好的粘接性和乳化性,卓越的耐油性和耐溶性,优良的成膜性能和力学性能,在生物医学、日用化工、环境保护等方面应用广泛[6-8]。基于PVA水凝胶的推进剂基体制备工艺简单,固化成型方式多样,既可以通过冷冻-解冻进行物理交联固化,又可以通过戊二醛等化学交联剂作用进行化学交联固化,还可以通过辐射作用进行交联固化[9]。将PVA水凝胶引入复合固体推进剂中替代羟基/异氰酸酯类固化基体,通过冻融循环固化制备的PVA水凝胶复合固体推进剂(PVA compound solid propellant,PCSP) 将具有如下优点:(1)克服传统复合固体推进剂“惧水”的缺点,在无固化剂作用下通过冷冻-解冻循环即可实现交……