粉色视频网站,粉色视频黄色网站,粉色视频在线下载,粉色视频APP在线观看高清观看

芬蘭Kibron專注粉色视频黄色网站測量技術,快速精準測量動靜態表麵張力

熱線:021-66110810,56056830,66110819,66110690,13564362870 Email: info@vizai.cn

合作客戶/

拜耳公司.jpg

拜耳公司

同濟大學

同濟大學

聯合大學.jpg

聯合大學

寶潔公司

美國保潔

強生=

美國強生

瑞士羅氏

瑞士羅氏

當前位置:首頁 > 新聞中心

硝酸酯類含能粘合劑PNIMMO及推進劑組分的表麵張力、界麵作用

來源:兵器裝備工程學報 瀏覽 501 次 發布時間:2024-10-08

粘合劑是一類在固體推進劑中起粘結及承載組分作用,並使藥柱具有一定機械性能的高聚物。隨著未來推進劑係統對能量提出更高的要求,相較於傳統惰性粘合劑(如HTPB等),含能粘合劑因其自身具有較高的能量,能降低推進劑配方的能量損失,而成為目前固體推進劑發展中的研究重點。聚3——硝酸酯甲基——3——甲基氧雜環丁烷(PNIMMO)是硝酸酯類含能粘合劑的代表之一,具有熱穩定良好、黏度低、玻璃化轉變溫度低、與常用增塑劑相容性較好、力學性能優異等優點而受到關注;此外,在加熱條件下,PNIMMO與異氰酸酯反應固化製得的聚氨酯膠片不存在老化降解問題。目前,國外已將PNIMMO應用於高能低易損性(HELOVA)發射藥的配方中,效果優異,具有良好的應用前景。

粘合劑在推進劑中應用時,粘合劑與固體填料間易出現“脫濕”、浸潤性差等問題,將會直接影響推進劑的力學性能,導致推進劑無法正常使用。Wang等采用單軸、雙軸2種拉伸實驗研究了在不同條件下固體推進劑的力學性能,發現在低應變速率條件下推進劑會由於“脫濕”而導致其失效。張鑫等利用反相氣相色譜法、接觸角法結合分子動力學研究了粘合劑體係與炸藥間相互作用,發現在相同拉伸條件下,GAP/ε——Cl——20比PEG/β——HMX更易“脫濕”產生界麵裂縫,顯著影響其推進劑的力學性能。目前,國內外對PNIMMO的研究主要集中在PNIMMO的製備及表征等方麵。例如,莫洪昌等研究了PNIMMO的合成最佳反應條件,發現合成的PNIMMO與N——100固化後的膠片力學性能優良。王曉川等合成了三嵌段PNIMMO——PCL——PNIM——MO含能粘合劑,對其進行性能表征發現可以降低PNIMMO玻璃化轉變溫度。然而,關於PNIMMO與推進劑常用組分間界麵作用的相關研究尚鮮有報道,而研究PNIMMO與推進劑組分間的粘結狀況對推進劑力學性能的影響具有重要意義。針對上述問題,本文中以PNIMMO及推進劑常用組分黑索金(RDX)、奧克托今(HMX)、鋁粉(Al)、高氯酸銨(AP)為研究對象,采用接觸角測量儀對其表界麵性能進行了表征,測試了各組分與不同溶劑的接觸角,計算了表麵張力、界麵張力和黏附功並基於上述研究結果推測了PNIMMO與典型推進劑組分的粘結作用及機理,期望為PNIMMO在固體推進劑中的應用提供一定理論支撐。

1、實驗部分

1.1、實驗試劑及儀器

實驗試劑:PNIMMO(工業級【Mn(相對分子質量)=4747],西安近代化學研究所);HMX(60——70μm)、RDX(30——50μm)工業品,甘肅銀光化工集團有限公司;高氯酸銨(AP,粒度20——30μm)、Al(粒度40μm)、甘油、乙二醇、乙醇、乙酸乙酯、甲酰胺、丙酮,工業級,市售;去離子水,自製。實驗儀器:OCA200接觸角測量儀,德國Dataphysics公司;YP——15手動粉末壓片機,天津中世沃克科技發展有限公司;AHX——871安全烘箱,南京理工大學機電廠。

1.2實驗原理

分子間的相互作用會使固體試樣的表麵產生表麵張力。


接觸角法屬於熱力學方法,以浸潤理論為基礎,當液體與固體填料表麵接觸時達到浸潤平衡。YoungT以一種液體附著在另一種固體上作用力平衡為前提條件,提出了著名的楊氏方程

1.3、實驗步驟

用長24mm、厚15mm的載波片表麵及3邊均勻粘取PNIMMO樣品,在室溫下放置72h,待其表麵形成光滑薄膜。分別取少量充分幹燥後的RDX、HMX、AP和Al粉,采用粉末壓片機直徑13mm的模具壓片。選擇3——5種與待測樣品不互溶,具有一定浸潤效果且極性有差異的溶劑作為參比液。采用OCA200接觸角測量儀測量PNIMMO、RDX、HMX、AP和Al的與不同溶劑的接觸角θ.本文中接觸角θ均為3次平行實驗取平均值。

2、結果與討論

2.1、PNIMMO及推進劑組分與不同溶劑間的接觸角

接觸角θ值代表固液界麵間浸濕程度的好壞。當θ<90°時固體是親液型,且θ值越小液體的浸濕性越好;反之,θ>90°則表示固體是憎液型,且θ值越大液體浸濕性越差。圖2是采用靜滴法測試的PNIMMO與3種不同溶劑的接觸角,發現PNIMMO在乙二醇中接觸角最小(θ=61.1°),而與水和甘油的接觸角較大,說明PNIMMO與乙二醇的浸潤性最好。采用相同的方法測試了推進劑組分RDX、HMX、AP、Al在不同溶劑中接觸角,如表1所示,RDX與甲酰胺的浸濕性較好(θ=55.61°),而與乙酸乙酯的浸濕性略差,並且不能被水浸濕;HMX與乙酸乙酯的接觸角為0°,說明它可以完全被乙酸乙酯浸濕,而與水和甲酰胺的浸濕性均較差;Al粉可與乙醇完全浸濕(θ=0°),與乙酸乙酯浸濕性較好,但與甲酰胺浸濕性相對較差;AP均可被甘油和乙醇完全浸濕(θ=0°),但與丙酮的浸濕性相對較差。

表1推進劑組分和不同溶劑之間的接觸角

2.2PNIMMO及推進劑組分的表麵張力

將表1中的接觸角測試結果代入式(2)中,利用Owens——Wendt——RabelandKaelble(OWRK)擬合得到PNIMMO及推進劑組分的表麵張力,如表2所示。5種樣品的表麵張力大小順序為:γ(AP)>γ(RDX)>γ(HMX)>γ(PNIMMO)>γ(Al),其中PNIMMO、RDX、HMX和AP中表麵張力的極性分量γp均遠大於色散分量γd,說明其表麵張力中極性分量貢獻更多;而相反Al粉表麵張力中色散分量對其表麵張力作主要貢獻。一般而言,當粘合劑的表麵張力小於推進劑中單質固體組分的表麵張力時,粘合劑才能較好地包覆於推進劑表麵。PNIMMO的表麵張力為35.52mN/m,明顯小於RDX、HMX及AP的表麵張力,說明PNIMMO比較容易鋪展於其他固體物質表麵。即PNIMMO對RDX、HMX和AP3種固體組分的包覆效果良好。

表2PNIMMO及推進劑組分的表麵張力

2.3、PNIMMO與推進劑組分間的界麵作用

將表2中數據代入式(4)中,可計算得出PNIMMO與RDX、HMX、Al及AP之間的界麵張力值γSL.由表3所示,PNIMMO和4種推進劑組分之間界麵張力大小順序為γSL(PNIMMO——AP)>γSL(PNIMMO——Al)>γSL(PNIMMO——RDX)>γSL(PNIMMO——HMX)。液體與固體表麵接觸,界麵產生的力則被稱為界麵張力,其值越大兩體係間浸潤性越差。因此,PNIMMO與RDX、HMX的浸潤性較好,而PNIMMO與Al及AP間的浸潤性較差,所以Al粉、AP易於在該粘合劑體係中出現“脫濕”現象。

黏附功的大小決定界麵上粘結作用的強弱,將表1、表2中數據代入式(5)中,可計算得到PNIMMO與RDX、HMX、Al及AP之間的黏附功值Wa.如表3所示,PNIMMO與4種推進劑組分之間的黏附功大小順序為:Wa(PNIMMO——AP)>Wa(PNIMMO——RDX)>Wa(PNIMMO——HMX)>Wa(PNIMMO——Al)。由此可知,PNIMMO與AP在界麵上的粘結作用最牢固,與Al的粘結作用最弱,說明當Al存在於PNIMMO推進劑體係中時,受力最易發生脫離。

同時考慮粘合劑與填料的界麵張力與黏附功時,采用黏附功與界麵張力二者的比值χ(式(6)),綜合評價其界麵粘結強度順序為PNIMMO——HMX>PNIMMO——RDX>PNIMMO——AP>PNIMMO——Al(見表3)。χ值越大,說明粘合劑與推進劑組分之間的界麵粘結性能越好。由此可見PNIMMO與HMX間界麵粘結最強,其次是RDX,而與Al之間的界麵粘結最弱。這是因為PNIMMO與固體填料間的黏附功源於其分子間作用力。由PNIMMO的分子結構可知,其分子中含有(—OH)基團,與RDX與HMX分子上的(—NO2)基團產生氫鍵作用,即在RDX或HMX分子表麵形成(—N—OƺHƺO)鍵和作用。此外,AP分子中的(—ClO4)基團可提供孤電子對,與PNIMMO分子中(—OH)也可形成分子間氫鍵,從而產生較強的界麵作用。而PNIMMO與Al分子間沒有相應的化學鍵作用,因而二者間的界麵作用較弱。

與文獻中常用惰性粘合劑HTPB相比,PNIMMO與RDX、HMX的界麵張力均小於HTPB與RDX(γSL=13.89mNŰm-1)、HMX(γSL=16.72mNŰm-1)的界麵張力。因此,PNIM——MO與RDX、HMX的浸潤性優於HTPB,說明PNIMMO有利於提高PNIMMO/硝胺推進劑的流變性能。此外,PNIMMO與RDX、HMX及AP的黏附功均大於HTPB與RDX(Wa=53.82mNŰm-1)、HMX(Wa=58.57mNŰm-1)和AP(Wa=33.55mNŰm-1)的黏附功。由此可知,PNIMMO與硝胺類高能材料的粘結性優於HTPB,有利於改善PNIMMO/硝胺推進劑的力學性能。

表3PNIMMO與推進劑組分的界麵張力、界麵黏附功及二者比值χ

3、結論

通過測試PNIMMO和4種推進劑組分的接觸角,計算其表麵張力和組分間的界麵作用,得出以下主要結論:1)PNIMMO的表麵張力較小,因此較容易鋪展於其他固體物質表麵,推測PNIMMO對RDX、HMX及AP這3種固體組分的包覆效果良好。2)PNIMMO和4種推進劑組分之間的界麵張力可知,PNIMMO與RDX、HMX之間的浸潤性較好,與Al、AP的浸潤性較差;由黏附功可知,PNIMMO與AP粘結最牢固;與Al之間的黏附作用最小。3)綜合χ值和分子間氫鍵作用機理可知,PNIMMO與HMX的界麵粘結作用最強,與Al的界麵粘結作用最弱。4)PNIMMO與幾種高能材料的粘結性均優於常用惰性粘合劑HTPB,有利於改善推進劑的力學性能和流變性能。


網站地圖91粉色视频 粉色视频免费 粉色视频在线免费观看 午夜精品久久久 蜜桃视频无码区在线观看 草莓视频操逼 丝瓜视频在线观看入口 91免费视频APP