硝酸铵(ammonium nitrate,AN)(以下简称AN)因其吸湿性,导致其在推进剂中的应用存在诸多问题,提出使用某些物质对AN进行表面包覆,降低其极性,改善表面形貌,从而改善其吸湿性以及与亲油高分子聚合物(复合固体推进剂的粘合剂体系)的相容性。
下面提出三种包覆AN的材料:
(1)硅烷偶联剂
硅烷偶联剂中含有硅烷基团可以与AN表面微量水发生水解反应,以化学键的形式连接在AN表面,同时另一端的“-NH2”与AN的”NH4+“能产生强烈的氢键反应。两种连接方式将亲水集团与AN连接,将亲油非极性的”-CH2-“暴露在外,从而改善AN的吸湿性与工艺性能。
(2)二胺类有机物
二胺类有机物与AN能发生化学反应,在初步实验中向AN添加乙二胺或环氧树脂固化剂(一种二胺类物质)能放出氨气,证明发生反应,乙二胺与AN的反应式如下:
二胺类物质与AN以化学键的方式连接,将”-CH2-“覆盖在AN表面,从而改善AN的吸湿性与工艺性能。
(3)高分子聚合物
高分子聚合物大多为亲油非极性材料,几乎不稀释,与粘合剂胶料也能很好的浸润,计划使用”溶剂-非溶剂法“,将高聚物覆盖在AN表面。
实验步骤:
(1)制备方法。
对于硅烷偶联剂与二胺类有机物先使用有机溶剂溶解,再加入AN与不容有机溶剂的浆料中,使用磁力搅拌仪搅拌,调节转速至AN颗粒完全分散,完成反应后,过滤,干燥。
对于高分子聚合物,先使用有机溶剂溶解,然后加入AN的浆料中,用磁力搅拌仪搅拌,调节转速至AN颗粒完全分散,滴加高聚物非溶剂,带完全沉淀,过滤,干燥。,
(2)性能研究方法。
将三种表面改性后的AN与未改性的AN在相同湿度下进行吸湿性测量以及分散性测量。
将三种表面改性后的AN与未改性的AN置于光学显微镜下观察其表面形貌。
将三种表面改性后的AN与未改性的AN同时制成单模药浆,比较其在极限可浇筑的粘度下的固相质量分数。
实验材料:
(1)甲苯 有机溶剂
(2)正己烷 非溶剂
(3)乙二胺
(4)硅烷偶联剂 KH-550
用途 | 规格型号 | 单价(元) | 数量 | 单位 | 合计(元) |
---|---|---|---|---|---|
磁力搅拌仪 | 105 | 1 | 105 | ||
甲苯 500ml | 20 | 1 | 20 | ||
正己烷 500ml | 20 | 1 | 20 | ||
硅烷偶联剂KH550 100ml | 20 | 1 | 20 | ||
乙二胺 500ml | 30 | 1 | 30 |
用途 | 规格型号 | 单价(元) | 数量 | 单位 | 合计(元) |
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磁力搅拌仪 | 105 | 1 | 105 | ||
甲苯 500ml | 20 | 1 | 20 | ||
正己烷 500ml | 20 | 1 | 20 | ||
硅烷偶联剂KH550 100ml | 20 | 1 | 20 | ||
乙二胺 500ml | 30 | 1 | 30 |
序号 | 金额 | 状态 |
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第 1 期 | 195 元 | 已拨款 |
时段 | 个数 |
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