[发明专利]一种NEPE推进剂装药安全贮存寿命预估方法

摘要

本发明涉及一种NEPE推进剂装药安全贮存寿命预估方法，利用热加速老化法制备NEPE推进剂装药中Ⅱ号中定剂有效含量近红外建模样品，建立NEPE推进剂有效Ⅱ号中定剂含量近红外定量模型；通过热加速老化试验获得Ⅱ号中定剂有效含量变化温度系数，建立装药安全贮存寿命预估方程；以Ⅱ号中定剂有效含量消耗临界量作为临界判据，近红外法跟踪检测装药单一温度热加速老化过程Ⅱ号中定剂有效含量，获得有效含量到达临界判据时的临界时间，通过装药安全贮存寿命预估方程获得NEPE推进剂装药贮存环境温度下安全贮存寿命。该方法只需要近红外方法跟踪一个温度下的一个装药样品不同老化时间Ⅱ号中定剂有效含量变化便可获得安全贮存寿命，样品量减少96％，安全、低成本、省时。

主权项

一种NEPE推进剂装药安全贮存寿命预估方法，其特征在于，该方法利用热加速老化法制备NEPE推进剂试样中Ⅱ号中定剂有效含量近红外建模样品，采用化学滴定法或高效液相色谱法获取Ⅱ号中定剂有效含量化学值，利用近红外漫反射光谱仪采集光谱，通过化学计量学建立Ⅱ号中定剂有效含量近红外定量模型；以Ⅱ号中定剂有效含量消耗50％作为安全贮存寿命的临界判据，进行NEPE推进剂试样不同温度下热加速老化试验，通过Ⅱ号中定剂有效含量变化规律获得温度系数，建立NEPE推进剂安全贮存寿命预估方程；开展单一温度装药热加速老化试验，近红外法跟踪检测老化过程NEPE推进剂装药中Ⅱ号中定剂有效含量，获得Ⅱ号中定剂有效含量到达临界判据时的临界时间，通过安全贮存寿命预估方程获得NEPE推进剂装药贮存环境温度下安全贮存寿命；具体按下列步骤进行：(1)热加速老化法制备近红外方法检测Ⅱ号中定剂有效含量建模样品NEPE推进剂药饼三明治式夹心结构试样，由上层药片(1)、夹心层(2)、下层药片(3)依次叠加组成药饼，药饼装入带有毛细排气孔的半密闭条件的磨口减量瓶中，在单一温度下热加速老化，间隔时间取出夹心层(2)，获得不同Ⅱ号中定剂含量的NEPE推进剂试样，分为内部校正集样品和外部验证集样品；(2)Ⅱ号中定剂有效含量近红外定量模型①采用化学滴定法或高效液相色谱法获取NEPE推进剂试样中Ⅱ号中定剂有效含量化学值，确定含量范围；②采用近红外光谱仪对内部校正集样品和外部验证集样品采集近红外光谱，采样方式为漫反射，采样波段为4000cm‑1～12800cm‑1，分辨率为8cm‑1，扫描64次，每个样品重复测量5次；③采用化学计量学方法对内部校正集样品近红外光谱进行预处理和线性拟合，4000cm‑1～7000cm‑1范围内采用归一化、基线平滑和一阶求导进行组合方法进行光谱预处理，继而采用偏最小二乘法，即PLS法进行回归拟合，建立校正模型，用外部验证集样品对所建模型进行外部验证，依据模型的内部检验和外部验证相结合的评价体系，逐步优化模型，获得Ⅱ号中定剂有效含量近红外定量模型；根据建立的Ⅱ号中定剂有效含量近红外定量模型，采用近红外光谱仪对选定的样品进行有效Ⅱ号中定剂的含量测定，获得近红外预测值；化学值与近红外预测值的最大误差应小于标准方法的重复性误差；(3)安全贮存寿命预估方程NEPE推进剂装药安全贮存寿命预估方程：tn=t0/r(Tn-T0)/10---(1)]]>式中：r表示温差为10℃的反应速率温度系数；t0表示贮存环境温度安全贮存寿命，d；tn表示高温热加速老化时间，d；Tn表示高温热加速老化试验温度，℃；T0表示贮存环境温度，℃；(4)温度系数r对公式(1)两边取对数，整理后得到：Tn＝A+Blgtn   (2)其中，B＝–10/lgr温度系数r＝10‑10/B，采用近红外方法跟踪测试NEPE推进剂试样不同温度Tn下Ⅱ号中定剂有效含量随时间的变化，获得不同温度下Ⅱ号中定剂有效含量随时间变化关系曲线，以Ⅱ号中定剂有效含量消耗50％作为临界判据，获得不同温度Tn对应的时间tn，经代入(2)式进行一元线性回归，采用最小二乘法获得系数B，进而计算得到温度系数r；(5)热加速老化试验与寿命预估将NEPE推进剂装药药柱沿径向等分为两段，将上段药柱(7)与下段药柱(10)沿轴向上下叠加制作成两段式等高药柱，在单一温度下Tn下进行热加速老化试验，获得装药两段式老化试样，选取下段药柱(10)叠合面(9)的中心区域(8)及药柱表面进行近红外光谱扫描，以Ⅱ号中定剂有效含量消耗最快的区域作为关重部位，以关重部位Ⅱ号中定剂有效含量消耗50％作为临界判据，获得温度Tn下Ⅱ号中定剂消耗的临界时间tn，依公式(1)外推，获得贮存环境温度下NEPE推进剂装药的安全贮存寿命t0。