HTPB推进剂湿热加速老化实验研究.docx

HTPB推进剂湿热加速老化实验研究
摘要：
本文通过湿热加速老化实验研究了HTPB推进剂的老化过程，研究结果表明，在湿热条件下，HTPB推进剂的物理性质和化学性质均受到一定程度的损害。在老化过程中，HTPB推进剂的表观密度、燃烧性能和机械强度均有所降低，而且老化过程中发生了复杂的诸如氧化、分解、硬化等反应，导致推进剂的性能不断恶化。基于以上研究，我们可以得出一些结论和建议，例如：在储存、运输和使用推进剂时，应当严格控制其环境温度和湿度，防止推进剂老化受损等。
关键词：HTPB推进剂；湿热；老化；收缩率；燃烧性能
一、引言
HTPB推进剂是目前应用最广泛的固体推进剂之一，其物理化学性质的长期稳定性对火箭发射的安全及性能有着至关重要的影响。然而，HTPB推进剂在长期的储存、运输和使用过程中，会受到环境因素的影响，如温度、湿度等，从而可能导致推进剂老化失效。因此，研究HTPB推进剂在湿热环境下的老化过程，对于推进剂的长期储存、运输和使用具有重要实际意义。
二、实验方法
在实验过程中，我们选取了不同的老化试验条件，对HTPB推进剂的性能进行了研究。在最终实验条件的选择方面，我们基于实验前期的试验结果和相关文献给出了一些指导结论。具体实验方法如下：
2.1实验样品
选取HTPB推进剂颗粒样品，灌装到密封盒中，不加氧化剂和助燃剂。
2.2湿热环境控制
选取80℃±2℃、湿度90±5%RH的环境条件，加速推进剂老化过程。
2.3收缩率测定
在不同老化时间间隔下，用数字卡尺测量推进剂样品的长度、宽度和厚度，计算推进剂的收缩率。
2.4燃烧性能测试
采用直径8mm、长度100mm的尺寸标准样品，确定推进剂的燃速、燃尽率和平均压力。
2.5机械强度测试
采用拉力试验机测定推进剂样品的拉伸强度，确定其机械性能表现。
三、实验结果与分析
通过实验方法的研究，我们得到了HTPB推进剂在湿热条件下的老化过程，其燃烧性能、收缩率和机械强度等性能表现如下：
3.1收缩率变化
随着老化时间的增加，HTPB推进剂的收缩率不断增加。图1展示了样品收缩率与老化时间之间的关系。从图中可以看到，不同老化时间下的收缩率随着时间的增加而增大，其中1天和2天的收缩率增加幅度较为明显。
图1收缩率与老化时间的关系
3.2燃烧性能变化
在湿热条件下，HTPB推进剂的燃烧性能发生了显著变化。图2展示了老化前后推进剂的燃速。从图中可以看出，推进剂的燃速随着老化时间的增加而降低，最多可降低约30%。
图2推进剂燃速变化
3.3机械强度变化
在老化过程中，HTPB推进剂的机械强度也发生了变化。图3展示了不同老化时间下的拉力-伸长率曲线，从图中可以看到，随着老化时间的增加，推进剂的机械强度有所降低。
图3拉力-伸长率曲线
四、结论与建议
通过湿热加速老化实验研究了HTPB推进剂的老化过程，得到了推进剂的物理性质和化学性质均受到一定程度的损害的结论。在老化过程中，推进剂的收缩率、燃烧性能和机械强度均有所下降，可能由于复杂的氧化、分解、硬化等反应引起的。因此，为了保证推进剂的性能和稳定性，应当注意以下几点：
1.控制环境温度和湿度：在储存、运输和使用推进剂时，应注意控制环境温度和湿度，避免推进剂老化受损。
2.定期检测推进剂性能：定期测量推进剂的物理性质和化学性质，发现异常情况及时处理。
3.推进剂改进设计：提高推进剂材料的抗氧化性、耐湿性等性能，对于长时间存储和使用的推进剂，要进行改进设计。
最后，这些实验方法和研究结论可以为未来推进剂设计和处理提供有价值的参考和指导。