用于3D打印复合固体推进剂的UV固化油墨的合成及性能研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuanbowen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复合固体推进剂的成型质量将直接影响火箭、导弹等武器的战斗性能,目前常用的真空浇铸成型技术在制备复合固体推进剂时往往会产生如疵孔等缺陷,而且这种传统的成型工艺也无法满足现代武器设计对于推进剂复杂几何结构的要求。作为一项新兴的成型技术,3D打印技术具有产品精度高、复杂成型能力强的优点,因此引起了研究人员的注意。目前报道的3D打印复合固体推进剂研究多使用挤出成型3D打印技术,对制备精度相对更高、复杂成型能力相对更强的UV固化3D打印技术的研究较少,且目前报道UV固化3D打印的复合固体推进剂,其填料含量仅在10wt%。因此本论文以端羟基聚丁二烯和聚醚为原料,制备了两种适用于UV固化3D打印技术的复合固体推进剂油墨,最后实现了高填料含量(65wt%)的复合固体推进剂的3D打印成型。本文主要研究内容概括如下:1、基于端羟基聚丁二烯的UV固化油墨以端羟基聚丁二烯(HTPB)和巯基乙醇作为原料,合成了多羟基聚丁二烯,并通过酯化反应合成了具有UV固化特性的聚丁二烯丙烯酸酯大单体(PBAM)。将大单体、交联剂和光引发剂混合后制备了基于HTPB的光敏胶,通过调节光敏胶中各组分的种类和含量,研究它们对光敏胶粘度、力学性能和耐低温性能的影响。以大单体(PBAM-Ⅳ)、乙氧化三羟基丙烷三丙烯酸酯(TMP6EOTA)、光引发剂质量比为70:25:5制备了基于HTPB的光敏胶,其粘度为18000mPa·s、断裂伸长率为15.9%、玻璃化转变温度为-36℃。接下来将光敏胶与固体填料混合,制备了基于HTPB的UV固化油墨,通过调节填料和光引发剂的含量,研究它们对油墨粘度和光固化深度的影响。结果表明当油墨中填料含量为65wt%、光敏胶中光引发剂含量为4wt%时,油墨的粘度为443000mPa·s,接近3D打印机铺料过程中对油墨粘度要求的上限,且能够实现快速光固化成型。最后我们通过UV固化3D打印技术制备了高填料含量的HTPB基复合固体推进剂样品,填料含量达65wt%。DMA测试表明:其具有良好的耐低温性能,玻璃化转变温度为-36℃。拉伸测试表明:其断裂强度为5.5MPa,断裂伸长率为3.7%。2、基于四氢呋喃-环氧丙醇超支化共聚醚的UV固化油墨由于聚醚大单体与硝酸酯类增塑剂有更好的相容性,有利于提高复合固体推进剂的能量,因此我们制备了一款基于聚醚的UV固化油墨。首先以四氢呋喃和环氧丙醇为原料,以BF3·OEt2为催化剂制备了四氢呋喃-环氧丙醇超支化共聚醚(P(THF-co-GLYCIDOL)),并通过与异氰酸酯反应合成具有UV固化特性的聚醚丙烯酸酯大单体(PEAM)。将大单体、交联剂、光引发剂混合后制备了基于P(THF-co-GLYCIDOL)的光敏胶,研究大单体含量对光敏胶粘度、力学性能和耐低温性能的影响。结果表明:大单体含量的升高使光敏胶粘度升高、断裂强度降低、断裂伸长率升高,而对其玻璃化转变温度的影响不大。制备的基于P(THF-co-GLYCIDOL)的光敏胶大单体含量为65wt%,其粘度为17300mPa·s、断裂强度为15.2MPa、断裂伸长率为16.1%、玻璃化转变温度为-15℃。接下来我们将光敏胶与固体填料按照一定的比例混合,制备了基于P(THF-co-GLYCIDOL)的UV固化油墨,并研究填料含量对油墨粘度及光固化深度的影响。结果表明当油墨中填料含量为65wt%、光敏胶中光引发剂含量为4wt%时,UV固化油墨的粘度为441000mPa·s,接近3D打印机铺料过程中对油墨粘度要求的上限,且能够实现快速光固化成型。最后我们使用UV固化3D打印技术制备了高填料含量的聚醚基复合固体推进剂样品,填料含量达65wt%。DMA测试表明:其玻璃化转变温度为-15℃。拉伸测试表明:其力学性能优异,断裂强度高达13.2MPa、断裂伸长率为5.3%。
其他文献
学位
房地产行业在我国经济中具有重要地位。目前预测房价未来走势的方法有应用较多的基于影响因素分析的多因素回归模型、基于时间序列的单因素分析模型以及基于机器学习的各种房价预测模型。本文在分析房价影响因素的基础上,考虑非参数因素的影响,尝试基于可加模型对青岛市房价进行预测。本文首先介绍了国内外对房价和可加模型的研究现状以及青岛市近25年房地产行业的发展状况并从宏微观两个方面对房价的影响因素进行了分析。然后主
在群体遗传学中,基因连锁分析是发现群体遗传规律的重要方法.对于家系中的成员,患某种复杂疾病的几率受到遗传很大影响,那么如何从家系中高效地选择连锁所需的个体,即用尽可能少的样本量,来发现家系中的基因连锁关系成为生物医学领域重要研究方向.已有文献主要研究近亲亲属对极值设计,并证明其具有较高的功效,但是对于远亲亲属对的极值设计并没有具体的论述,该类问题还有进一步研究的空间.本文基于极值兄弟对设计进行了拓
目的:以云南省境内黄胸鼠(Rattus tanezumi)和褐家鼠(Rattus norvegicus)两种家鼠为研究对象,分析其体表螨类(恙螨和革螨)的种类组成、物种多样性、群落基本结构和种多度分布,比较不同地理景观、不同性别、不同海拔梯度家鼠体表螨类的物种组成和感染情况,测定优势螨种的空间分布型及不同螨种间的生态关系。同时,比较两种家鼠体表优势螨种之一的印度囊棒恙螨(Ascoschoengas
单晶光纤具有块状单晶的物理性质和光纤导波的特性。由于其高的比表面积及对光的束缚效应,单晶光纤具有良好的热耗散能力和高的激光功率输出。单晶光纤是性能优异的新型光学材料,在光纤激光器、光纤倍频器、红外激光传导以及高温探测等领域具有广泛应用前景。本课题组在前期工作中研究发现,KDP可以在室温条件下的水溶液中生长出一维微纳米直径的四方相单晶光纤。这种四方相KDP单晶光纤的生长机制与KDP体块状大尺寸晶体的
目的:昆虫典型的线粒体基因组是双链闭合的单一大环染色体结构。近年来对真兽亚纲的23种寄生虱线粒体基因组进行研究,发现其背离了两侧对称动物常见的线粒体基因组结构而裂化成多个微环染色体,数目9-20个不等,每个微环染色体均包含编码区和非编码区。但不同种间线粒体基因组裂化模式和裂化速度不同。为深入了解真兽亚纲寄生虱裂化线粒体基因组的结构与进化,本学位文对真兽亚纲寄生虱的部分基因序列及线粒体全基因组进行测
近年来,随着激光等离子体实验技术的逐渐成熟,对原子分子物理,等离子体物理和天体物理研究的不断深入,等离子体中原子、分子和离子系统结构的研究成为当前的热点课题。本文在稳定方法的框架下,主要应用高度关联指数波函数研究了量子等离子体中类氦离子系统的双激发1,3Po共振态。量子等离子体中由于具备多粒子协同相互作用,等离子体密度会呈现增加趋势,传统的德拜-胡克尔模型无法模拟量子等离子体环境,所以通过修正后的
随着社会的不断发展,煤、石油、天然气等传统化石能源日益枯竭,开发利用可持续清洁能源是当前的研究热点。锌-空气电池具有效率高、功率密度高和环境友好等特点,被认为是最有效的能源器件之一。氧还原反应(ORR)是锌-空气电池的放电反应,其缓慢的动力学过程对整个器件的性能起着决定性作用。目前,贵金属Pt被认为是ORR理想的电催化剂,但是其存在成本高、资源稀少和耐久性差等问题,极大地限制了商业化应用。因此,开
为响应国家2060年实现“碳中和”的目标,开发清洁能源成了关注重点。氢能是清洁、高效的可再生能源,电催化分解水是制氢的有效方式。发展高活性的析氢(HER)、析氧(OER)的非贵金属电催化剂是构建高性能分解水器件的前提。本论文基于电子互补效应构建钴钒双金属化合物,再分别用P、N、S阴离子调控其电子结构,优化电催化过程的中间体吸附,提升HER、OER电催化活性。主要研究内容如下:1、采用简单的水热法合
电子通讯技术的进步和各类电子产品的使用,极大丰富便捷了人们生活,同时也造成了日益严峻的电磁污染问题,电磁辐射不仅影响精密仪器使用,也危害着人们身体健康,因此,研究电磁波吸收材料对军工和民用的电磁防护具有举足轻重的作用。研究表明,高长径比和大比表面积的一维纳米纤维可用于制备吸波材料。通过对纤维表面修饰可达到多层次的几何效果,设计复杂的微观结构来影响电磁波吸收效果;纳米纤维还能将磁性金属、半导体材料和