复合推进剂的化学老化

复合推进剂的化学老化是指黏合剂高聚物化学结构遭到破坏， 导致推进剂弹性基体变软发黏或变硬发脆， 以致完全丧失原有力学性能的过程。

1. 复合推进剂的降解和交联

复合推进剂化学老化的本质是在物理 （热、 光、 辐射能） 和化学 （氧、 臭氧、 水、 酸、碱） 等外界因素的长期作用下， 黏合剂分子链发生降解、 交联等反应， 导致推进剂性能变化。

降解 （裂解） 是指推进剂黏合剂的主链断开和交联点与主链断开。 根据聚合物分子链上的官能团类型不同， 降解可以由分解、 氧化、 还原或水解等反应引起， 如少量水分可引起水解、 空气中的氧和推进剂中的氧化剂能引起氧化反应。 黏合剂降解的结果是推进剂变软、发黏、 体积膨胀、 放出低分子气体等， 甚至丧失机械强度。 交联是指黏合剂分子之间以及黏合剂与环境中的氧、 水等发生化学反应， 增加了横跨链， 进一步形成网状结构。 交联的结果是使推进剂变得僵硬、 丧失弹性并变脆。

在复合推进剂的老化过程中， 降解和交联一般是同时发生的， 而且在绝大多数情况下降解起主要作用， 交联则是由降解产生的自由基引起的。

2. 影响复合推进剂老化的因素

复合推进剂在长期贮存过程中的缓慢化学反应是十分复杂的， 影响因素很多。 老化的根本原因在于推进剂本身的性质， 贮存条件则是影响老化快慢的外因。

黏合剂的结晶状态、 无定型态、 定向和非定向情况以及直链、 交联和网状情况、 官能团性质及数量、 分子质量大小和分布等， 都对固体推进剂的老化性能有影响， 其中最主要的是黏合剂的化学结构。 对常用复合推进剂而言， 黏合剂不同其化学老化稳定性亦不同， 反应亦不同。 氧化剂 （AP） 的纯度和粒度等对复合推进剂的热降解影响很大， 在较高温度和较大应力状态下尤为严重。 原因是复合推进剂热降解首先是个别AP粒子的热分解， 然后反应沿黏合剂与开始分解的AP产物的交界面传播， 最后导致黏合剂的降解。 因此能加速AP分解的催化剂均能加速降解过程， 反之亦然。 复合推进剂的老化性能随所用的固化剂不同而有较大的差异。

在环境因素中， 热对推进剂的作用是物理因素中最普通的一种， 不仅会引起高聚物热裂解， 而且加速氧化和水解反应。 氧是化学因素中最普通的一种， 通常是在热、 光、 机械能、离子辐射等物理因素作用下与高聚物反应。 水是除氧外所有化学因素中最重要的一个， 在许多化合物的氧化作用或水解作用中， 在酸、 碱、 盐类的电离作用中以及其他化学反应中， 水都参与反应。 与其他液体相比， 水能溶解更多的不同种类的物质， 也是贮存和使用环境中很难避免的。

由此可见， 复合推进剂的化学老化过程与双基和改性双基推进剂的热分解过程有本质的差异。 同时， 由于黏合剂种类繁多， 固化剂也各不相同， 因而复合推进剂的老化过程也更为复杂。 要改善复合推进剂的老化性能， 除控制环境因素和精心设计配方 （避免使用化学不相容物质， 黏合剂有良好热稳定性和化学稳定性， 避免形成弱键等） 外， 最常用的办法是在推进剂中加入极少量的稳定剂， 其作用是阻止或减缓黏合剂老化、 增加其稳定性， 延长推进剂的使用寿命。