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HTPB是目前高能火箭中最常用的粘合剂，AP-HTPB燃料的比冲大约是RNX的两倍，但价格较贵，根据品质和不同约180元/kg - 300元/kg。 之前有传闻HTPB有所谓的脱密以及配方不对，无法固化什么的，这实际上是谣言，HTPB的固化是十分基本的化学操作，而真正的难点在于改性，诸如老化，提高与材料的粘合度（比如与金属的），提高力学性能，降低感度（请不要忘记AP也是含能材料）。另外还需要注意一点，HTPB别说牌号，就算是同一个牌号也有各种差异，所以在业余火箭的环境中，讨论极为精准的配方意义不大，我认为我们更需要关注实验和测试，我想这也是火箭发动机研制的重点部分。 其实HTPB的计算和配比并不复杂，你只需要看懂本文，并合理使用本文所附带的工具，便可以自行设计、推算配方。 HTPB固化剂的作用是使橡胶的OH（羟基）和固化剂的NCO（异氰酸酯）黏在一起。 HTPB和异氰酸酯反应固化，可以用各种带这个官能团的有机物，最常用的便是TDI(甲苯二异氰酸酯)、MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）和IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）等。TDI对雄性具有一定的生殖毒性，表现为对各级生精细胞均有一定的毒性作用，且价格贵于MDI，所以我这里着重介绍MDI。MDI是一种非常常见的工业中间品，价格约15000/吨。 注意：当添加进其他各种物质（含有0H的）时必须计算它对固化剂的量的影响 计算的单位是按照分子当量，就是mol…按照g/eq来计算（国内多用MMOL/G,转换一下即可） 例：这个是某个公司的HTPB R45M 图片：A6.png 
他的MEQ/G是 0.72 转换成1380来算 ( 1/0.00072=1380) 图片：A5.png 
这份HTPB，就按照1333来算，固化剂的方法也一样。我这边固化用的是拜耳的MDI，拜耳的是44V20，网上找个数据： 图片：A1.png 
另一家阿里巴巴出售试用装MDI的商家数据： 图片：QQ截图20170429025616.png 
固化剂建议用拜耳的44V20，可以找个商家让他卖你一小瓶。当然最好用粘度小一点的聚MDI，比如PAPI等等，计算方法一样。 44V20的 NCO是30.5-32.5，我就按照31.5来算. N(44V20)=4200/31.5=133.3 然后还有水要算上 n=9 所以我们得到 M=固化剂的量 R=混合物中NCO的量比上OH的量，理想情况当然是1:1，两个刚好黏在一起，实际情况有点复杂，不多赘述，建议加多一点点好固化 n(固）固化剂的分子当量 H=HTPB等需要固化物质的质量 X=HTPB等需要固化物质的分子当量 M=R*n*(H/X) 例：我需要固化100g 上面描述的HTPB：H=100
X=1333 用拜耳的MDI 44V20
n=133.3 所以 固化剂的质量=1*133.3*（100/1333)=10g 就是说100G的HTPB用10G MDI就能固化了（这是R=1的理想情况！！！） 现在来考虑有杂质或者其他添加物的情况 假设其中有1g的水的杂质，99g HTPB M=1*133.3*(99/1333+1/9)=24.7G 可见 1%的水都会导致固化剂量的剧增 所以请不要使用垃圾HTPB！！！！！！！！！！！！！ 现在来计算简单的实际情况： 某种 HTPB 当量：1333.3 水份PPM=382 过氧化物=377 固化剂，举例1瓶劣质的MDI 数值如下 Nco%：29.0-32.0（范围略大…) 分子当量就按照144.8，固化剂部分建议使用MDI和TDI混着用或者IPDI,这样可以大大减少在固化剂其中的添加量。TDI的添加量可以很少，但可能造成固化实验严重延长。 我用DOA来增塑（DOS会便宜点，用DOA主要是因为它稀一点） DOA 水分% 0.030...（以上数据都是按照质量）
另外我们编写了APCP固化计算器，可自由下载： ASR燃料配比计算.xls 图片：QQ截图20170429010728.png 
在完成了APCP固化剂配比后，可以进一步进行金属燃烧剂、氧化剂的配比计算模拟，热力学模拟软件GUIPEP或功能更为强大，带内弹道计算的PROPEP是很好的选择，这是官网： http://www.lekstutis.com/Artie/PEP/#GPINTRO ProPep 3 ： 英文说明书：ProPep 3 Manual.pdf 汉化版下载：ProPep3.rar 这里面有两个经验要点要提一下，首先是AP的占比不能过低，一般不要低于65%，否则会导致严重的燃烧不完全。其次是铝粉等金属添加剂的问题。理论上越多的铝粉，燃烧室温度越高，比冲也越高。这里面有几个制约因素。首先是你发动机喷口的耐热设计，面对动辄2、3千摄氏度的高温高压火焰的冲刷，能否顶过发动机工作时间。其次是铝粉含量过高会导致燃料混料的时候过于黏稠，无法搅拌或者抽真空。经验非常欠缺的爱好者制作APCP，我推荐铝粉含量不要超过4%，中级爱好者可以提高至8%左右。拥有真空捏合搅拌机等高端设备的爱好者可以考虑提升至12-15%。 以下为一些燃料配比的计算结果 （Credit to ASR Group） 图片：QQ截图20170429001201.png 
ASR II 型燃料 ，即ASR SRM-81-APCP上使用的燃料理论比冲和喷口扩张比的关系：（可以为发动机设计提供依据） 图片：带入喷管计算的理论海平面比冲vs扩张比.jpg 
特别需要感谢广州的张子林，为APCP的固化理论计算和实际制造贡献良多 |
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最后之作
发布于2017-04-29 15:57
沙发F
HTPB在齐龙化工买应该是只要100块1kg，，，，，
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猎鹰
发布于2017-04-29 22:12
板凳F
既然说到了APCP，那么作为小白我想问一个问题，求大神别拍我~
火箭的AP都是球状造粒然后还得多峰配合，而自制或者普通试剂都是针状的，文献显示这两种主要的区别就是球状的密度更高。 那么在购买不到球状的是否可以使用针状的代替？ 在早期国内的火箭爱好者中很多都是使用自制AP，发动机也可以正常工作。如果仅仅只是密度的一点微小差距，那么在业余爱好者的火箭中对性能的影响是很小的。APCP的敏感度也比较低针状应该也不会出现安全隐患吧？自制是AP能否具备可重复性，使得多次测试结果符合理论值。 |
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罗恩格林
发布于2017-04-29 22:32
地板F
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xian333c
发布于2017-04-29 22:40
4楼F
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罗恩格林
发布于2017-04-30 22:07
5楼F
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最后之作
发布于2017-05-01 13:06
6楼F
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最后之作
发布于2017-05-01 22:29
7楼F
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ryq1212
发布于2017-05-06 12:36
8楼F
好东西，码一个
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curwen
发布于2017-12-16 14:01
9楼F
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15356631019
发布于2018-08-22 00:10
10楼F
用聚醚代替端羟基聚丁二烯可以降低成本
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