退役复合固体推进剂中的ap回收与粒度控制分析

《退役复合固体推进剂中的ap回收与粒度控制分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士论文退役复合固体推进剂中的AP回收与粒度控制研究1绪论1．1研究背景与意义固体推进剂在军事领域中占有极其重要地位，它用作发动机的动力源可显著提高武器生存能力和作战使用能力【H】。据统计，随着对导弹机动性要求的提高，西方正在使用和研制的火箭和导弹中固体型号约占85％；在我国的二炮部队的武器系列中，推进剂由液体转为固体也成为一种发展趋势【1-6]。在各类固体推进剂中，复合固体推进剂(主要为HTPB基推进剂)以其原材料易得、安全性能好、力学性能优良等优点，在弹箭上得到广泛应用。但随着武器装备的更替，以及粘合剂老化等因素的影

2、响，过期的复合固体推进剂连同弹箭总体一起被淘汰，成为退役复合固体推进剂【4．7】。从二战以来，为战备各国储备了大量的武器弹药，数量达数千万吨；每年军事大国需要处理的废弃复合固体推进剂可达万吨。由于退役复合固体推进剂仍是含能材料，具有燃烧和爆炸特性，但同时其安全性降低，且某些组分有毒，具有较高的危险性【3-101。因此，必须对退役固体推进剂进行有效、安全、及时的处理。对退役推进剂的处理，传统的销毁处理方法主要有公海倾倒法、深土掩埋法、焚烧法和爆炸法，前两种方法由于没有从根本上消除退役固体推进剂的潜在危险性，在20世纪70年

3、代被禁止；而焚烧法和爆炸法处理过程中会产生大量污染性气体和固体残渣，造成环境污染，且操作危斛卜¨】。为此，退役推进剂的资源化利用逐渐为研究者所重视。在目前退役的复合推进剂配方体系中，氧化剂高氯酸铵(AP)是主要组成物，占推进剂质量分数约为60％～70％，如进行合理回收，可得到与成品性质相差无几的AP产品，直接应用于推进剂生产或其他工业用途，既降低了退役推进剂危险性，又实现了资源化利用，具有较高环保性和经济价值。鉴于此，本文拟开展退役复合固体推进剂中AP的提取与提纯研究，并在此基础上开展AP的粒度调节研究，希望能为退役推进

4、剂的资源化利用提供实验基础和理论依据。1．2国内外研究现状1．2．1复合固体推进剂简介复合固体推进剂以有规律燃烧进行化学反应生成大量气体并放出热能，用作弹箭推进系统的动力源。复合固体推进剂在现代固体推进剂中占有极其重要的地位，是目前使用量最大的一种固体推进剂【1。3】。I绪论硕士论文20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭用推进剂。美国于20世纪40年代创制第一代沥青、高氯酸钾复合推进剂，这种推进剂曾在飞机的助推器上有过应用，虽然能量低、力学性能差，但它的研制成功为固体推进剂的发展提供新的途径[1‘2】。随着化学工业的进一步

5、发展，推进剂用粘合剂种类也不断增加，为提高固体推进剂的性能提供了更加有利的条件。美国于20世纪50年代成功研制了第一代现代复合推进剂即聚硫橡胶复合固体推进剂(PS)，配方主体采用聚硫橡胶、高氯酸铵、铝粉体系，己初具现代复合推进剂配方体系模型12引。后来又研制了相继采用高分子胶粘剂聚氯乙烯、聚氨酯、聚丁二烯一丙烯酸、聚丁二烯．丙烯酸．丙烯腈和端羧基聚丁二烯等复合固体推进剂，直至20世纪60年代采用端羟基聚丁二烯，作为粘合剂制成固体推进剂，比40年代的复合推进剂的性能大幅度提高，至今仍被广泛应用，也是目前退役复合固体推进剂主

6、要品种【l’31。复合固体推进剂主要由氧化剂、粘合剂、燃料剂、固化剂、增塑剂及其它功能助剂等组分构成。其中，氧化剂、粘合剂是推进剂主体成分，对推进剂性能起着决定性的作用，下面分别对复合推进剂组成进行简单介绍。(1)氧化剂氧化剂在复合推进剂所占百分比可达60—70％，对推进剂性能起着关键作用：它提供推进剂燃烧所需要的氧，并生成气体以保证能量；作为粘合剂基体的充填物提高推进剂的弹性模量和机械强度：可通过控制氧化剂粒度大小、调节推进剂的燃速；同时还能增大推进剂的密度。根据推进剂技术指标要求氧化剂具有有效氧含量高、生成焓高、密度

7、大以及产气量高等特性。目前在复合固体推进剂中高氯酸铵是最主要的氧化剂，具有与其它组分相容性好、气体生成量较大、生成焓大、吸湿性较小、成本低、各项性能都较好的优点12一l。其主要性质如下：AP是一种无色或白色的斜方晶体，化学式为NI-GCl04，相对分子质量117．49，常温下的密度为1．9529·cm一，易溶于水和丙酮，微溶于乙醇，不溶于乙醚。AP的标准生成热为290kJ·mol～，25"C时的比热容为128．07J·m01-1．K．1，分解温度130"Ct卜31。AP的军用规范可参考国军标GJB617A．2003以及美

8、国军标MIL．A．82667．1977。(2)粘合剂粘合剂：复合固体推进剂以粘合剂为连续相，以固体填料为分散系的多相体系，所以推进剂的力学性能主要取决于粘合剂。固体推进剂的发展是建立在粘合剂发展的基础上的，现在的复合推进剂都以粘合剂的种类命名【l。31。目前，在退役复合固体推进剂中，常用的粘合剂体系为端羟基聚丁二烯(