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交联改性双基推进剂具有优异的综合性能,是推进剂主要品种之一。传统交联改性双基推进剂使用的增塑剂为硝化甘油（NG）,NG的高感度和易挥发的特点严重危及相关人员的安全和健康,少用甚至不用NG已成为固体推进剂的发展趋势。本文以低熔点的新型钝感含能增塑剂替换传统增塑剂NG,设计了系列非NG交联改性双基推进剂配方体系,研究了组份对推进剂性能的影响因素及变化规律,主要研究工作如下:计算了非NG交联改性双基推进剂的能量性能,研究了GAP含量、增塑剂含量、固体含量、新型含能材料对推进剂能量性能的影响。研究结果表明,推进剂标准理论比冲随着粘合剂中GAP含量的增加而降低,当GAP含量在040%区间时,比冲下降幅度较小,粘合剂中GAP含量应控制在40%以内;配方中采用CL-20取代AP后,推进剂在保持能量相当的同时能够显著降低特征信号。在此基础上,初步确定了非NG交联改性双基推进剂的配方。进行了非NG交联改性双基推进剂的主要组成部分—GAP改性球形药的制备和性能研究,采用Breath Figures法和内溶法成功制备了NC球形药和GAP改性球形药。GAP改性球形药性能研究结果表明,GAP改性球形药的热分解分为两个阶段,Kissinger法计算其两个阶段的热分解活化能分别为242.65kJ/mol和167.83kJ/mol;GAP改性球形药的摩擦感度低于单基球形药的摩擦感度,撞击感度高于单基球形药的撞击感度。研究了三种增塑剂体系GAPA/TEGDN、Bu NENA和BDNPF/A对推进剂工艺性能、力学性能、热分解性能的影响,结果表明,以BuNENA为增塑剂的推进剂工艺和力学性能最好,玻璃化转变温度最低,确定非NG交联改性双基推进剂较佳的增塑剂为BuNENA。采用流变动力学法研究了GAP改性球形药的固化过程和固化机理,发现GAP改性球形药在等温条件下的固化行为符合成核与生长机理模型。GAP改性球形药的固化表观活化能为6577kJ/mol,以TPB为固化催化剂时的固化活化能高于以DBTDL为固化催化剂时的固化活化能。Al粉对GAP改性球形药的固化有一定的抑制作用,燃烧催化剂邻苯二甲酸铅对固化有一定的催化效果,而氧化铅、氧化铜和己二酸铜对固化没有影响。考察了GAP含量、固化参数R、固化温度、固化催化剂用量对粘合剂体系力学性能的影响,发现当GAP含量30%、固化温度50℃、固化参数R取1、固化催化剂含量为0.2%0.4%时,粘合剂体系的力学性能较优。通过加入22#键合剂、活性炭纤维对推进剂力学性能进行了改善研究,22#键合剂能够明显提高推进剂的拉伸强度和延伸率;加入活性碳纤维后,推进剂的拉伸强度增加,延伸率保持不变。CL-20含量对推进剂的力学性能也有显著影响,当CL-20含量在42%时,推进剂的拉伸强度为0.39MPa,断裂延伸率为58%,综合力学性能较好。对推进剂的热分解性能进行了研究,结果表明,粘合剂胶片的热分解可以分为三个阶段,第一个阶段是硝酸酯基团和氨基甲酸酯基团的分解断裂,第二个热分解阶段为叠氮基团的分解,第三个分解阶段是分子链骨架的裂解,粘合剂胶片的最佳热分解动力学模型为D4。随着CL-20相对比例的增加,推进剂的第一个分解失重峰增大,第二个分解失重峰减小,推进剂的最佳分解动力学模型为B1-D4。非NG交联改性双基推进剂中,CL-20和RDX形成了低共熔体系,使得CL-20低温液化,分解温度提前,CL-20液相分解机理是以C-N键断裂为主的分解机理。将活性碳纤维取代炭黑引入推进剂配方中,发现活性碳纤维可明显增加推进剂的分解热,显示了其对推进剂具有良好的燃烧性能调节作用。