[发明专利]一种基于接触角数据和配方的PBT推进剂高温力学性能预估方法

摘要

提供了一种基于接触角数据和配方的PBT推进剂高温力学性能预估方法，根据参比液在PBT推进剂填料和基体表面上的接触角测试结果，计算得到填料‑基体界面的粘附功等界面特性参数，在此基础上，结合推进剂的配方参数，以填料体积分数、粘附功等为输入参数，并进一步预估该复合固体推进剂的高温力学性能，本发明应用于复合固体推进剂领域，它能够可靠地实现固体推进剂力学性能的快速预估，有效地降低实验成本、缩短周期和提高测试安全性。

主权项

1.一种基于接触角数据和配方的PBT推进剂高温力学性能预估方法，所述PBT复合固体推进剂是以A3增塑剂增塑的PBT为基体，填料主要包括AP、HMX和Al，且配方给定，其特征在于，所述基于接触角数据和配方的PBT推进剂高温力学性能预估方法包括以下步骤：S1：测定参比液在填料和基体表面上的接触角；S2：根据步骤S1获得的接触角测试结果，计算获得填料以及基体的表面张力、表面张力极性分量、色散分量，然后计算得到填料‑基体界面的粘附功；S3：以步骤S2获得的粘附功作为填料‑基体界面特性的定量表征参数，重点关注填料、填料‑基体界面特性对AP/HMX/Al/PBT/A3推进剂单轴拉伸力学性能的影响，排除基体的有关影响，引入以下参数：AP、HMX、Al三种填料在推进剂中的体积分数，分别为V_AP、V_HMX、V_Al；单位体积推进剂中的AP‑PBT/A3界面粘附功总和S_APW_a,AP‑PBT、HMX‑PBT/A3界面粘附功总和S_HMXW_a,HMX‑PBT、Al‑PBT/A3界面粘附功总和S_AlW_a,Al‑PBT，其中S_AP、S_HMX、S_Al分别为单位体积推进剂中填料AP、HMX、Al的表面积，其数值根据推进剂中各组份的质量分数、密度、各类填料的粒度分布测试结果计算得到；W_a,AP‑PBT、W_a,HMX‑PBT、W_a,Al‑PBT分别为AP‑PBT/A3、HMX‑PBT/A3、Al‑PBT/A3界面的粘附功；以上述6个变量为自变量，以70℃下的最大抗拉强度σ_m和最大伸长率ε_m为因变量，通过多元回归分析，得到填料、填料‑基体界面特性参数与70℃下的σ_m和ε_m之间的定量关系，以公式表示如下：σ_m＝0.054‑1.127V_HMX+0.158V_AP+2.640V_Al+1.542S_HMXW_a,HMX‑PBT+0.349S_APW_a,AP‑PBT‑0.484S_AlW_a,Al‑PBT(1)ε_m＝0.829‑0.524V_HMX‑1.362V_AP+0.338V_Al‑0.520S_HMXW_a,HMX‑PBT+0.155S_APW_a,AP‑PBT‑0.377S_AlW_a,Al‑PBT(2)。