《推进剂流变学概论》

流变学是一门新兴学科，兼具交叉前沿性和工程应用性，在众多工程领域发展成各具特色的专门流变学。复合固体推进剂的生产过程存在诸多流变现象，如液体原料的计量投放、多组分固-液共混、高固含量药浆悬浮、浇注中的流动流平；同时还存在高危险性、化学反应性等特点。因此，推进剂流变学既具有集成代表性，又有专业特殊性。

唐汉祥研究员是国内推进剂领域中较早开展流变学研究的学者，在40余年的科研工作中，对几乎所有类型推进剂原料及药浆的流变性能进行了测试和研究，并将流变学普遍原理与复合固体推进剂具体情况相结合，解决了一系列推进剂配方研制中相关工艺性能方面的学术技术问题，并发表了系列学术研究论文。退休后，串珠成链、精心打磨，奉献了《推进剂流变学概论》这部杰作。

专著共分七章，前三章是基础部分，介绍了流变学发展历史、相关原理、流变参数、测量方法，以及聚合物一般流变学特点；后四章是该专著的精华，是作者根据工作实践经验，分别对药浆结构与流变性、推进剂工艺性与流变性、粒度级配设计等进行了详细阐述，综合性地总结了各类因素对推进剂流变性能的影响。该书在学术上颇有建树,主要体现在以下几个方面：

(1)推进剂药浆流变特征

推进剂药浆是一种以氧化剂和金属粉等固体颗粒为分散相、以高分子粘合剂和增塑剂等液体组分为连续相的高固体含量的悬浮液，表现为一种集高聚物流变性、高浓度悬浮液流变性和化学固化流变性于一体的特殊流变体。据此分析，推进剂药浆的内部结构将存在五种模式，决定了药浆的各种流变特性。书中主要采用这些模式指明了药浆各种流变参数(如粘度、假塑性、屈服值等)的结构本质，并据此解释了推进剂主要组分如氧化剂、铝粉及一些功能组分对药浆流变性的影响及作用规律的结构原因。这就为调节药浆流变性、改善和稳定推进剂的工艺性能提供了理论依据。

(2)工艺性能

人们常认为推进剂的工艺性能就是指药浆的流动流平性和适用期。一般用测定的药浆粘度大小来判断流动流平性，认为粘度小的工艺性能就好，否则反之。但实践中发现，有时粘度低的药浆反而比粘度高的药浆更不易流平，表现为工艺性能差。而适用期则是用药浆粘度增长至一定值所需的时间来表示。经过对药浆在工艺过程中的流动状态分析，作者指出，所谓的流动流平过程，实际上是两个不同的流变状态的叠加。因此，要用两个不同的流变参数分别描述，而不能用单独的一个粘度来简单表征。具体说，药浆工艺性能分别选择用表观粘度表征药浆流动性，用屈服值表征药浆流平性，工艺性能的判据又根据不同推进剂药浆的流变性特点分别确定。推进剂的适用期则要用表观粘度和屈服值先分别判断，然后依据时间择短的原则来具体确定。这就为解决出料初期流平性差、需慢速固化的推进剂药浆工艺性能问题提供了分析和调整的判断依据。

(3)粒度级配

固体颗粒进行合理级配是改善推进剂流变性的一项重要措施。粒度级配设计一般依据颗粒干床堆积原理,在对颗粒粒径和形状进行理想假设前提下的一种静态设计。而推进剂填料体系的特点显然是一个动态、复杂的过程，只能提供粒径已定的有限几个组分，形状也不都是理想的球型，又要经混合机混合作用填入粘稠的粘合剂中，最终形成均匀合理的颗粒堆积药浆。通过分析，物料的粉碎是一个由大到小(或由整体到分散)的过程，所得粉碎产品的粒度有呈分形分布的特征，而推进剂药浆制备则是将分散的小颗粒加入到粘合剂体系的液体组分中，是一个由小到大(或由分散到整体)的过程，可以说推进剂制备与物料粉碎是互为相反的过程。据此，通过反向思维，设想制备过程采用分形分布的颗粒进行填充，也可得到很好的药浆整体性能。而分形理论具有一种可以用分维数定量描述复杂体系的特点，从而可以利用分形原理对推进剂填料体系进行级配设计。实际应用表明，分形粒度级配设计对多种推进剂填料体系的药浆流变性均取得了很好的改善效果，说明分形级配方法适用于具有动态性、复杂性的推进剂体系粒度级配。

(4)推进剂流变性能影响因素

在前面几部分论述的基础上，专著专门探讨了复合固体推进剂配方组成和混合工艺两大类因素对药浆流变性能的影响，并对常用的两大类推进剂(丁羟推进剂和NEPE推进剂)的流变特征进行了深入研究。

配方组成方面，分别讨论了粘合剂、填料及功能助剂品种和用量对药浆流变性能的影响。粘合剂中预聚物(如HTPB)本身分子结构赋予其本体特有的流变性能，而填料的粒型、粒径、级配及含量则决定混合分散后悬浮药浆的织态结构(空间分布结构)，进而影响药浆流变性能；工艺助剂、增塑剂及键合剂等功能助剂又可以调节各组分间的相互作用力，从而也会影响药浆流变性能；考虑药浆混合过程和浇注过程中粘合剂体系发生的扩链、交联反应情况，相对分子质量的增长也会导致药浆流变性能发生变化。

混合工艺方面，分别讨论了混合装备、混合时间、混合温度、加料次序、真空条件等因素对药浆流变性能的影响。这些工艺条件对药浆混合效果、药浆内部织态结构和流动单元结构都具有决定性影响，从而也赋予药浆特定的流变性能。

该专著可以说是国内固体推进剂流变学的集大成者，层次分明、由浅入深、由理入实，为推进剂工作者提供了较为完整的优化配方、优化工艺、提高装药质量的工作思路；同时，对从事聚合物加工、涂料油墨研制等领域的工程技术人员也具有良好的指导作用。