固体推进剂氧化剂的共晶改性研究进展①

李 纲，王 健，任晓婷，何金选

(1.湖北航天化学技术研究所，襄阳 441003；2.航天化学动力技术重点实验室，襄阳 441003；3.北京系统工程研究所，北京 100101)

0 引言

固体推进剂氧化剂的作用主要是提供足够的氧维持碳氢燃料及金属燃料的充分燃烧，同时释放出大量的热，产生小分子气体，适用于固体推进剂的氧化剂应具备较高的生成焓与较低的燃气平均分子量等特性。目前，固体推进剂中大量使用的依然是AP、RDX和HMX等少数氧化剂。合成的新型CHNO类含能材料数不胜数，而可实际应用于固体推进剂的新型高能氧化剂非常缺乏。新型单质氧化剂的设计与制备研究面临研发周期长，且短时间内难以取得突破的问题，通过共晶的方法对现有氧化剂改性(基于分子组合的分子间贮能设计)成为构筑新型氧化剂并调控其性能的一种有效策略。在固体推进剂用氧化剂研究领域，共晶技术的优势在于改善单一含能材料的某些性质(如氧平衡、溶解性和吸湿性等)，获得性能(能量、安全等)更加均衡的新型氧化剂。形成共晶的主要驱动力为N—H…O/C—H…O氢键、NO2-π(p-π)堆积作用、π-π堆积作用以及静电力[1-2]，这些作用力往往不单独存在，而是在多种驱动力协同作用下，使共晶处于一个稳定状态，热力学有利是能够形成共晶的主要因素。

新型固体推进剂对氧化剂有更高的性能要求，如高能量密度、高氧平衡、感度低等。本文分析了各种氧化剂应用在推进剂配方中存在的性能优势和不足，综述了近年来CL-20、ADN等氧化剂在机械感度、吸湿性、氧平衡等方面的共晶改性研究现状，总结了当前已报道的共晶氧化剂性能优缺点和在制备与应用过程中存在的问题，提出了未来固体推进剂用氧化剂共晶改性的研究方向。……