AN推进剂研究的初步进展

  近期有不少爱好者在研究AN推进剂,这种推进剂有着产气量大,产气不含腐蚀性物质(比如氯或者氯的化合物)等优点,但是同时也存在着吸湿性,燃速慢,晶型转变造成体积变化等缺点。我是今年暑假入的此坑,自己试验了一些不同配方的AN推进剂(主要是粘合剂不同),收获了一些实验事实和经验,配方的原料都是一般爱好者能够获得的,自认为具有一定的代表性,所以就拿来和大家分享,指出存在的一些问题,让大家收获一些知识,少走点弯路,里面存在疑问的地方也希望有兴趣的朋友进行测试和解答,起到一个抛砖引玉的作用吧。同时我也结识了几位志同道合的朋友@浪里黑条@烫烫烫烫烫,没有你们的帮助我很难走到这里。

   首先对于AN存在的缺点,我采取了表面活性剂包覆、加入相稳定剂和加入催化剂的方法解决,我选择的硬脂酸(占AN质量的0.2%)对AN颗粒进行包覆,用热的乙醇作为溶剂,但是因为AN微溶于乙醇,导致包覆后仍然有一部分AN结块,这个貌似要找到更合适的表面活性剂和溶剂才行;然后加入KN作为相稳定剂,采用重结晶的方式混合,添加量为AN的9%,同时提高氧化剂的有效氧含量;另外还加入了AN质量3%的铜络合物TACN作为催化剂。最后做出来的氧化剂不易结块,和纯AN相比有很大不同。

IMG_20180818_203548.jpg

 

 下面我分别介绍三种使用不同粘合剂的AN推进剂

 警告:因为配方不成熟,所以以下都是小剂量的试验,请勿加大剂量,以防发生危险

 第一种:AN—环氧树脂推进剂

配方的原型来自RAP

成分:混合后的氧化剂、mg(或者mg+al)、E51环氧树脂、稀释剂、T31或者650聚酰胺树脂,氧化剂占比在74%-76%之间,粘合剂占比在14%-12%之间。开放燃烧效果:产生红色至橙色的火焰,燃烧稳定,放热剧烈,产生的烟较少,残渣较少,主要为灰白色的金属氧化物。

存在的问题也和RAP类似,固化剂中的胺基会和AN反应,放出氨气,生成有机胺硝酸盐,感度和威力未知,虽然在点火时没有发生爆轰,还是要小心为好。

后来换用了2101CN液体咪唑固化剂,固化剂不再和AN反应,但是存在固化时间长的问题,价格也比较高,60元100g,但是欢迎有钱的爱好者试验。

 第二种:AN—PVC推进剂

原型来自7013推进剂

成分:混合后的氧化剂、mg(或者mg+al)、PVC树脂、DOTP,氧化剂占比72%-74%之间,粘合剂占比18%-20%之间。开放燃烧效果:产生明亮的橙黄色火焰,燃烧稳定,放热剧烈,产生白烟,残渣较少,为灰白色金属氧化物。

这个不推荐​,比较危险

原因就是需要高温固化,130—150度,而AN的热分解温度低,110度时:NH4NO3—→NH3+HNO3,在185~200度时: NH4NO3—→N2O+2H2O,加之催化剂的存在(TACN在此温度下分解也很快,生成NO2气体,也会催化AN分解),热分解温度更低,而且推进剂中存在大量mg,极易和AN反应,放出大量的热,很有可能发生自燃事故,表示我就曾经发生过一次(150度固化,但是烤箱控温不好,最终温度估计会有160度),只不过剂量小,处理及时(带着一桶水一直在旁边守着),没有造成损失。

不过药柱的弹性很好(这次是改变了配方,降低了温度——130度,没有发生危险),成本低廉(PVC和增塑剂都很便宜),还存在氯的催化,燃烧稳定,燃速也不错。有条件的可以改变配方尝试下低温固化(130度以下)一定注意安全!!!

  第三种:AN—PU推进剂

喜闻乐见😅,是我正在研究的推进剂,但是才刚刚开始。

配方类似于AN—环氧树脂,开放点燃还没测,不说了。

解决了上面两种推进剂存在的问题,并继承了它们的一些优点:低温固化、弹性比较好等等,而且氢碳比高(接近2,比htpb还高),能量比较好。缺点就是成本比较高,而且还不是很好买(HDI价格很高,而且卖的量比较大,分小剂量卖的也很贵)

好啦,就说这么多吧,以后有了成果还会和大家分享。

最后给大家几个相关的链接,供大家参考

 http://www.docin.com/p-1528064990.html

http://www.doc88.com/p-9485198105732.html

http://www.docin.com/p-1064857383.html

https://max.book118.com/html/2016/0508/42286367.shtm

第一次发这么长的帖子,不足之处欢迎拍砖😁

 

来自:火箭技术 / 火箭燃料
 
浪里黑条
2年8个月前
1楼

emm给楼主再提点东西。

      硝酸钾作为相稳定剂,添加量在2%左右就够了。另外,TACN的主要用途不是催化剂,也是相稳定剂,根据文献也有一定的降低吸湿性的作用。

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154454496
2年8个月前
2楼

问一个小白问题:不加镁铝粉可以吗

还有楼主用的什么催化剂

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浪里黑条
2年8个月前
3楼
引用154454496发表于2楼的内容
问一个小白问题:不加镁铝粉可以吗还有楼主用的什么催化剂

不加金属粉理论上可以,但是我们还没找到合适的配方

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TakeMyDreamFly
2年8个月前
4楼

AN的购买是个问题,个人认为没有kn好买,自制AN也比较麻烦

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浪里黑条
2年8个月前
5楼
引用TakeMyDreamFly发表于4楼的内容
AN的购买是个问题,个人认为没有kn好买,自制AN也比较麻烦

硝酸铵钙+碳酸氢铵(两种化肥,纯度足够了),溶解混合过滤蒸发,完事√哪里麻烦了

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TakeMyDreamFly
2年8个月前 修改于 2年8个月前
6楼
引用浪里黑条发表于5楼的内容
硝酸铵钙+碳酸氢铵(两种化肥,纯度足够了),溶解混合过滤蒸发,完事√哪里麻烦了

好吧,只是觉着蒸发干燥有点耗时间而已,我的电炉也不能恒温

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浪里黑条
2年8个月前
7楼
引用TakeMyDreamFly发表于6楼的内容
好吧,只是觉着蒸发干燥有点耗时间而已,我的电炉也不能恒温

我一般都是用电热杯垫,25W功率开多久都不会过热😂

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TakeMyDreamFly
2年8个月前 修改于 2年8个月前
8楼
引用浪里黑条发表于7楼的内容
我一般都是用电热杯垫,25W功率开多久都不会过热😂

功率25w😂,你得蒸发多长时间,不过你这到安全,不用像电炉一样担心温度过高(我电炉功率1500)😂

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浪里黑条
2年8个月前
9楼
引用TakeMyDreamFly发表于8楼的内容
功率25w😂,你得蒸发多长时间,不过你这到安全,不用像电炉一样担心温度过高(我电炉功率1500)�...

我这个差不多恒温90℃😂

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TakeMyDreamFly
2年8个月前
10楼
引用浪里黑条发表于9楼的内容
我这个差不多恒温90℃😂

那你这不很方便(开着电源不用管😂),等我用AN的时候也买个电热杯垫去

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浪里黑条
2年8个月前
11楼
引用TakeMyDreamFly发表于10楼的内容
那你这不很方便(开着电源不用管😂),等我用AN的时候也买个电热杯垫去

现在的电热杯垫功率都莫名小(5瓦什么的),好好check一下是不是想要的东西

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TakeMyDreamFly
2年8个月前
12楼
引用浪里黑条发表于11楼的内容
现在的电热杯垫功率都莫名小(5瓦什么的),好好check一下是不是想要的东西

找了一下,大部分都是20瓦一下😭😂

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浪里黑条
2年8个月前
13楼
引用TakeMyDreamFly发表于12楼的内容
找了一下,大部分都是20瓦一下😭😂

实在不行的话,花点大价钱(200多)买个数显控温加热板吧,也很不错,用处还可以多一些

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天马行空yzx作者
2年7个月前
14楼
引用154454496发表于2楼的内容
问一个小白问题:不加镁铝粉可以吗还有楼主用的什么催化剂

加铝镁粉更容易点燃,而且比冲更高。催化剂用亚铬酸铜比较好,这个是浪里黑条推荐的

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浪里黑条
2年7个月前
15楼
引用天马行空yzx发表于14楼的内容
加铝镁粉更容易点燃,而且比冲更高。催化剂用亚铬酸铜比较好,这个是浪里黑条推荐的

其实仅就对AN的催化性能而言,重铬酸铵似乎比亚铬酸铜好。但是以业余界的加工条件,燃料体系里很容易残留少量水,这样一来重铬酸铵就会跟各种东西反应,破坏燃料的结构。。。我之前试过用重铬酸铵催化,结果连固化都固化不了……最后换了稍微差一点的亚铬酸铜,根据资料性能也不错。

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小千千
4个月4天前
16楼

不知道氯化钠可以催化an的分解吗

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