基端聚丁烯/過氯酸銨/鋁粉組合推進劑老化之研究

Abstract

固體組合推進劑主要由高分子膠料、氧化劑與金屬燃料所組成，因此推進劑藥柱之老 化(Aging) 是一種自然且必然發生的現象。倘若藥柱抗老化性不佳, 儲存日久後, 將 導致藥柱機械性質降低, 無法承受操作負荷, 甚而因裂紋之產生, 使燃燒而突增, 更 易引起爆轟。 然而影響固體組合推進劑老化之因素相當多, 其老機構亦相當複雜。本研究以加速老 化法(Accelerated aging method)來探討HTPB/AP/A 組合推劑之熱氧老化機構。通常 在固體組合推進劑中, 除了良好的結合劑 (Bonding agent)可提升藥柱機械性質及抗 老化性外, 選用較佳的抗氧化劑 (Antioxidant)應可改善藥柱的抗老化性。因此本研 究選配數種混合抗氧化劑, 分別進行下列實驗以探討其抗老化之效應; 利用傳氏轉換 紅外線光譜儀 (FTIR) , 來觀察材料表面官能基變化, 及定期測試藥柱機械性質與燃 速, 並使用掃描式電子顯微鏡 (SEM)觀察抗張試片拉伸的破斷面。 實驗結果可初步推導出HTPB/AP/A 組合推進劑熱氧老化之反應機構, 並且了解抗氧化 劑對藥柱的穩定方式。在有關組合推進劑的相關文獻中, 均強調結合劑對藥柱機械性 質之提昇與抗老化性能之改善, 有顯著效益, 從本研究結果可得到確切印證。但若能 搭配較佳混合抗氧化劑, 更能達到錦上添花的抗老化功效。由實驗結果顯示, 混合抗 氧化劑SANTONOX與DPDS對HTPB/AP/A 組合推進劑之抗老化具有較佳的相乘效果 (Synergestic effect), 可使藥柱在長期的高溫老化下, 均能確保良好的機構發生質 及穩定的內彈道燃速性能, 相信今後混合抗氧化劑在改善組合推進劑的熱氧老化效應 上, 將具有前瞻性展望。