《推進劑流變學概論》

流變學是一門新興學科，兼具交叉前沿性和工程應用性，在眾多工程領域發展成各具特色的專門流變學。復合固體推進劑的生產過程存在諸多流變現象，如液體原料的計量投放、多組分固-液共混、高固含量藥漿懸浮、澆注中的流動流平；同時還存在高危險性、化學反應性等特點。因此，推進劑流變學既具有集成代表性，又有專業特殊性。

唐漢祥研究員是國內推進劑領域中較早開展流變學研究的學者，在40余年的科研工作中，對幾乎所有類型推進劑原料及藥漿的流變性能進行了測試和研究，并將流變學普遍原理與復合固體推進劑具體情況相結合，解決了一系列推進劑配方研制中相關工藝性能方面的學術技術問題，并發表了系列學術研究論文。退休后，串珠成鏈、精心打磨，奉獻了《推進劑流變學概論》這部杰作。

專著共分七章，前三章是基礎部分，介紹了流變學發展歷史、相關原理、流變參數、測量方法，以及聚合物一般流變學特點；后四章是該專著的精華，是作者根據工作實踐經驗，分別對藥漿結構與流變性、推進劑工藝性與流變性、粒度級配設計等進行了詳細闡述，綜合性地總結了各類因素對推進劑流變性能的影響。該書在學術上頗有建樹,主要體現在以下幾個方面：

(1)推進劑藥漿流變特征

推進劑藥漿是一種以氧化劑和金屬粉等固體顆粒為分散相、以高分子粘合劑和增塑劑等液體組分為連續相的高固體含量的懸浮液，表現為一種集高聚物流變性、高濃度懸浮液流變性和化學固化流變性于一體的特殊流變體。據此分析，推進劑藥漿的內部結構將存在五種模式，決定了藥漿的各種流變特性。書中主要采用這些模式指明了藥漿各種流變參數(如粘度、假塑性、屈服值等)的結構本質，并據此解釋了推進劑主要組分如氧化劑、鋁粉及一些功能組分對藥漿流變性的影響及作用規律的結構原因。這就為調節藥漿流變性、改善和穩定推進劑的工藝性能提供了理論依據。

(2)工藝性能

人們常認為推進劑的工藝性能就是指藥漿的流動流平性和適用期。一般用測定的藥漿粘度大小來判斷流動流平性，認為粘度小的工藝性能就好，否則反之。但實踐中發現，有時粘度低的藥漿反而比粘度高的藥漿更不易流平，表現為工藝性能差。而適用期則是用藥漿粘度增長至一定值所需的時間來表示。經過對藥漿在工藝過程中的流動狀態分析，作者指出，所謂的流動流平過程，實際上是兩個不同的流變狀態的疊加。因此，要用兩個不同的流變參數分別描述，而不能用單獨的一個粘度來簡單表征。具體說，藥漿工藝性能分別選擇用表觀粘度表征藥漿流動性，用屈服值表征藥漿流平性，工藝性能的判據又根據不同推進劑藥漿的流變性特點分別確定。推進劑的適用期則要用表觀粘度和屈服值先分別判斷，然后依據時間擇短的原則來具體確定。這就為解決出料初期流平性差、需慢速固化的推進劑藥漿工藝性能問題提供了分析和調整的判斷依據。

(3)粒度級配

固體顆粒進行合理級配是改善推進劑流變性的一項重要措施。粒度級配設計一般依據顆粒干床堆積原理,在對顆粒粒徑和形狀進行理想假設前提下的一種靜態設計。而推進劑填料體系的特點顯然是一個動態、復雜的過程，只能提供粒徑已定的有限幾個組分，形狀也不都是理想的球型，又要經混合機混合作用填入粘稠的粘合劑中，最終形成均勻合理的顆粒堆積藥漿。通過分析，物料的粉碎是一個由大到小(或由整體到分散)的過程，所得粉碎產品的粒度有呈分形分布的特征，而推進劑藥漿制備則是將分散的小顆粒加入到粘合劑體系的液體組分中，是一個由小到大(或由分散到整體)的過程，可以說推進劑制備與物料粉碎是互為相反的過程。據此，通過反向思維，設想制備過程采用分形分布的顆粒進行填充，也可得到很好的藥漿整體性能。而分形理論具有一種可以用分維數定量描述復雜體系的特點，從而可以利用分形原理對推進劑填料體系進行級配設計。實際應用表明，分形粒度級配設計對多種推進劑填料體系的藥漿流變性均取得了很好的改善效果，說明分形級配方法適用于具有動態性、復雜性的推進劑體系粒度級配。

(4)推進劑流變性能影響因素

在前面幾部分論述的基礎上，專著專門探討了復合固體推進劑配方組成和混合工藝兩大類因素對藥漿流變性能的影響，并對常用的兩大類推進劑(丁羥推進劑和NEPE推進劑)的流變特征進行了深入研究。

配方組成方面，分別討論了粘合劑、填料及功能助劑品種和用量對藥漿流變性能的影響。粘合劑中預聚物(如HTPB)本身分子結構賦予其本體特有的流變性能，而填料的粒型、粒徑、級配及含量則決定混合分散后懸浮藥漿的織態結構(空間分布結構)，進而影響藥漿流變性能；工藝助劑、增塑劑及鍵合劑等功能助劑又可以調節各組分間的相互作用力，從而也會影響藥漿流變性能；考慮藥漿混合過程和澆注過程中粘合劑體系發生的擴鏈、交聯反應情況，相對分子質量的增長也會導致藥漿流變性能發生變化。

混合工藝方面，分別討論了混合裝備、混合時間、混合溫度、加料次序、真空條件等因素對藥漿流變性能的影響。這些工藝條件對藥漿混合效果、藥漿內部織態結構和流動單元結構都具有決定性影響，從而也賦予藥漿特定的流變性能。

該專著可以說是國內固體推進劑流變學的集大成者，層次分明、由淺入深、由理入實，為推進劑工作者提供了較為完整的優化配方、優化工藝、提高裝藥質量的工作思路；同時，對從事聚合物加工、涂料油墨研制等領域的工程技術人員也具有良好的指導作用。