氧化石墨烯基含能配位聚合物對(duì)四組元復(fù)合推進(jìn)劑熱分解及燃燒催化作用

王帥中，王 健，張嘉玲，郭 翔，劉佩進(jìn)，嚴(yán)啟龍

(1.西北工業(yè)大學(xué) 燃燒、熱結(jié)構(gòu)與內(nèi)流場(chǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710072；2.北京系統(tǒng)工程研究所，北京 100101；3.航天化學(xué)動(dòng)力技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 襄陽 441003)

引 言

燃燒催化劑是調(diào)節(jié)固體推進(jìn)劑燃燒性能的有效手段之一[1-2]，目前研究較為廣泛的燃燒催化劑包括金屬及金屬氧化物[3]、無機(jī)金屬鹽、金屬有機(jī)化合物[4]、含能燃燒催化劑[5]及碳納米材料基燃燒催化劑[6]等。含能燃燒催化劑的提出有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)金屬氧化物燃燒催化劑能量水平低的缺陷，為高能固體推進(jìn)劑的發(fā)展提供了更為廣闊的空間。然而，含能燃燒催化劑本質(zhì)上是一種含能材料，具有較高的感度，直接用于固體推進(jìn)劑會(huì)降低其貯存穩(wěn)定性與安定性。因此，研究具有高能鈍感特性的固體推進(jìn)劑用燃燒催化劑具有重要意義。

碳納米材料在固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用可追溯至20世紀(jì)60年代，研究發(fā)現(xiàn)在雙基推進(jìn)劑中引入少量炭黑可以顯著提高其燃速[7]。因此，碳納米材料作為固體推進(jìn)劑燃燒催化劑開始得到關(guān)注。起初應(yīng)用的碳納米材料為富勒烯，具有熱穩(wěn)定性高、抗氧化性和抗酸蝕性好的優(yōu)異特性[8]。研究表明[9]，富勒烯可有效提高含RDX基改性雙基推進(jìn)劑的爆熱、火焰溫度以及燃燒表面溫度，同時(shí)可以降低其壓強(qiáng)指數(shù)。此外，碳納米管對(duì)固體推進(jìn)劑的催化作用也得到研究。碳納米管是由石墨烯卷曲而成的一維管狀碳納米材料，具有大比表面積、高熱導(dǎo)率、高機(jī)械強(qiáng)度等一系列優(yōu)異性能，可顯著降低高氯酸銨(AP)以及CL-20的熱分解溫度[10-11]。

石墨烯是一種單層二維平面結(jié)構(gòu)碳納米材料[12]，將石墨烯氧化處理可得到氧化石墨烯(GO)，GO含有大量氧基官能團(tuán)，因此分解也能釋放一定能量[12-13]。這使得GO負(fù)載型含能燃燒催化劑在具有一定催化性能的同時(shí)，具有很高的能量密度。此外，GO結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、比表面積高、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率高，在含能材料降感和催化反應(yīng)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。以GO為載體負(fù)載納米粒子可以有效提高這些粒子的分散性，進(jìn)而提升其催化性能和傳質(zhì)速度[14]。此外GO的摻雜可以降低在氧化和其他惡劣環(huán)境下高能材料的感度[15]。因此，采用GO負(fù)載含能燃燒催化劑具有增強(qiáng)的燃燒催化效果，且其自身力學(xué)性能好、結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性高，對(duì)固體推進(jìn)劑具有多重改性效應(yīng)。

本課題組前期研究表明[16-18]，碳酰肼(CHZ)是一種可以與金屬離子配位的含氮配體，其可與鈷離子、鎳離子以及銅離子等過渡金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，被廣泛應(yīng)用于起爆藥的富氮金屬離子配體。當(dāng)CHZ與GO偶聯(lián)時(shí)，其可與GO側(cè)端羧基形成酰胺鍵，所得官能化的GO-CHZ可進(jìn)一步與過渡金屬離子進(jìn)行螯合，從而生成GO-CHZ-M含能配位聚合物燃燒催化劑。研究表明[18]，此類含能配位聚合物具有較高的熱穩(wěn)定性，高氯酸鎳與GO、CHZ偶聯(lián)形成的GO-CHZ-Ni熱分解峰溫達(dá)到301℃，GO-CHZ-Co與GO-CHZ-Cu的熱分解峰溫分別約為177℃和299℃，這些特性使得這類含能配位聚合物可以作為一種高能鈍感的石墨烯基含能燃燒催化劑應(yīng)用于固體推進(jìn)劑中。

為了進(jìn)一步研究此類含有過渡金屬離子的鈍感含能配位聚合物燃燒催化劑對(duì)含RDX的四組元復(fù)合推進(jìn)劑性能的影響，本研究按照文獻(xiàn)[18]制備了GO-CHZ-Co、GO-CHZ-Ni 及GO-CHZ-Cu,并制備了添加不同GO-X以及純GO的丁羥四組元推進(jìn)劑。從表面形貌、熱分解特性、氣相分解產(chǎn)物以及燃燒性能方面，對(duì)該類催化劑作用下四組元復(fù)合推進(jìn)劑的性能進(jìn)行綜合評(píng)估，得到了初步作用規(guī)律。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原材料

微米鋁粉(μ-Al)，粒徑約為1 μm，上海量函納米科技發(fā)展有限公司；端羥基聚丁二烯(HTPB)，洛陽黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司；癸二酸二辛酯(DOS)與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；AP(純度99%，I類)與RDX (純度99%)，湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所；GO(1～5層，氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為40%)、CHZ(純度97%)、六水合高氯酸銅、六水合高氯酸鎳和六水合高氯酸鈷，均為分析純，西格瑪(上海)貿(mào)易有限公司，未經(jīng)過特殊處理。

1.2 樣品制備

首先根據(jù)文獻(xiàn)[18]制備3類新型GO負(fù)載型含能燃燒催化劑GO-CHZ-Co、GO-CHZ-Ni及GO-CHZ-Cu，然后制備添加上述新型燃燒催化劑的四組元推進(jìn)劑，同時(shí)制備不含有催化劑及以純GO為催化劑的對(duì)比樣品，配方如表1所示。

表1 四組元推進(jìn)劑配方Table 1 Formulations of the four-component propellants

推進(jìn)劑的制備過程為：將稱量好的AP、RDX及催化劑GO-X加入瑪瑙研缽進(jìn)行研磨，使其充分混合后依次加入HTPB、DOS及μ-Al，研磨攪拌至各組分分散均勻，最后加入IPDI。將充分混勻的藥漿倒入聚四氟乙烯模具中(30 mm×27 mm×20 mm)，并振動(dòng)沉降，使其充分流平，并在高真空(5 Pa)下保持6 h以排除物理氣泡。將澆鑄完成的樣品置入70℃恒溫的烘箱中固化5d，得到最終的固體推進(jìn)劑樣品。最后將得到的樣品切成27 mm×6 mm×6 mm條狀，進(jìn)行后續(xù)燃燒性能表征。

1.3 性能測(cè)試

TGA-DSC熱分析：將樣品置于加蓋的氧化鋁坩堝內(nèi)，樣品量約為1 mg，采用德國NETZSCH-STA449熱分析儀進(jìn)行同步熱分析，升溫速率10℃/min，采用氬氣作為保護(hù)氣氛，氣體流速40 mL/min，升溫范圍50 ～ 500℃；通過一根加熱的管道將熱分解氣體產(chǎn)物同步傳輸至Bruker TENSOR II傅里葉變換紅外光譜儀，光譜識(shí)別分辨率為4 cm-1，每次掃描次數(shù)6次(取平均值)，測(cè)量區(qū)域波數(shù)范圍為4 000 ～ 650 cm-1；微觀形貌表征：采用德國ZEISS EVO-MA10型掃描電子顯微鏡，以鎢燈絲為光源，加速電壓15 kV；ULTIMAIV粉末衍射測(cè)試(XRD)：日本理學(xué)公司，掃描范圍為5°～ 80°，步長為0.02 fs；燃速測(cè)試：定容燃燒器開有玻璃視窗，將推進(jìn)劑藥條固定在燃燒器內(nèi)點(diǎn)火臺(tái)上并在其頂端放置鎳鉻點(diǎn)火絲，采用iX-I SPEED 221型高速相機(jī)在點(diǎn)火時(shí)同步觸發(fā)開始錄制，獲得推進(jìn)劑燃燒過程圖像序列，測(cè)量前采用氬氣沖洗燃燒器并充氬氣至一定壓強(qiáng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 含GO-X的四組元推進(jìn)劑表面形貌分析

為了觀察推進(jìn)劑中各組分分布是否均勻，采用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)推進(jìn)劑截面的微觀形貌進(jìn)行觀察，結(jié)果如圖1所示。

圖1 四組元推進(jìn)劑表面形貌Fig.1 SEM images of four-component composite propellants

圖 1 (a)表明，樣品RCP-0表面致密且無明顯物理或反應(yīng)性氣孔。RCP-Co與RCP-Cu在外觀上相似，固化效果良好。然而配方中含有GO-CHZ-Ni的樣品截面可見少量缺陷，這可能是由于加入此類催化劑后使得藥漿黏度高、流動(dòng)性差、氣體排出不充分所致。對(duì)于RCP-0，其SEM圖像表明粒徑約為100～200 μm的AP與RDX顆粒均勻鑲嵌在聚合物基體中，表面無明顯裂痕或孔洞，具有完整的結(jié)構(gòu)，這進(jìn)一步表明推進(jìn)劑固化效果良好。由圖1(b)可看出，由于GO的加入，其截面上各組分沒有形成緊密的連接，這可能是因?yàn)镚O具有很大的比表面積，使得μ-Al以及一些小粒徑AP、RDX晶體與GO相互作用，而沒有直接與聚合物基體形成緊密的連接，這可能使此樣品結(jié)構(gòu)完整性有所降低。由圖1(c)和(d)可看出，RCP-Co微觀形貌相比于RCP-0沒有明顯變化，表明此類燃燒催化劑不會(huì)顯著改變推進(jìn)劑的固化過程。盡管樣品RCP-Ni在宏觀上可以觀察到少量缺陷，但是在SEM圖像中未觀察到微觀孔洞，說明此類推進(jìn)劑樣品宏觀上的缺陷僅是因?yàn)樗帩{黏度大而氣體排出不充分所導(dǎo)致，但推進(jìn)劑內(nèi)部各組分分布仍然較為均勻。

2.2 GO-X對(duì)四組元推進(jìn)劑熱分解特性的影響

添加3類不同GO-X以及對(duì)比配方的四組元推進(jìn)劑的DSC與TG-DTG曲線如圖2所示，DSC及TG-DTG性能參數(shù)見表2。研究表明[19]，RDX在205℃附近熔融，隨后開始分解放熱反應(yīng)，其主分解反應(yīng)通常在207～265℃發(fā)生，峰溫約為240℃。AP通常在240～250℃轉(zhuǎn)晶，其分解主要分為兩個(gè)過程：低溫分解(LTD)峰約為310℃，高溫分解(HTD)峰約為380℃[20-21]。

圖2 不同催化劑作用下四組元推進(jìn)劑的DSC曲線和TG-DTG曲線Fig.2 DSC and TG-DTG curves for the four-component propellants with different catalysts

表2 含氧化石墨烯基含能配位聚合物四組元推進(jìn)劑在升溫速率10℃/min下的DSC及TG-DTG參數(shù)Table 2 DSC and TG-DTG parameters for the propellants containing different catalysts at a heating rate of 10℃/min

由圖2可知，5種樣品的DSC曲線中，205.2℃左右的吸熱峰對(duì)應(yīng)于RDX的熔融吸熱過程。樣品RCP-0在230.8℃附近出現(xiàn)的第一個(gè)放熱峰對(duì)應(yīng)于RDX的分解過程，由于AP約在240℃時(shí)轉(zhuǎn)晶吸熱，從而吸收部分RDX分解放熱，所以RCP-0第一個(gè)放熱峰放熱量僅146.1 J/g。而峰溫約為389.7℃的第二個(gè)放熱峰可能對(duì)應(yīng)于AP的分解過程，在推進(jìn)劑中其他物質(zhì)的作用下，AP的兩個(gè)分解過程不再明顯可區(qū)分，而是形成了一個(gè)寬泛的放熱峰，此過程放熱量約為2 124.0 J/g，RCP-0總放熱量(ΔHt)約為2 270.1 J/g。在GO的催化作用下，樣品RCP-GO的第一個(gè)分解峰峰溫略有提高，約為232.6℃，而第二個(gè)分解峰峰溫降至385.8℃。然而，在GO的作用下，這兩個(gè)過程的放熱量都顯著降低，分別約為103.1 J/g與1 683.4 J/g，總放熱量僅為1 786.5 J/g，明顯低于RCP-0。同時(shí)，從TG曲線可以看出，RCP-GO的分解殘?jiān)鼮?4.01% ,遠(yuǎn)高于RCP-0(29.19%)，表明GO對(duì)RDX基四組元推進(jìn)劑的熱分解有一定負(fù)面影響。

樣品RCP-Co的DSC曲線表明，GO-CHZ-Co對(duì)AP分解過程具有一定的催化作用，RCP-Co的第二個(gè)放熱峰峰溫降至384.3℃，放熱量約為2 045.2 J/g，高于對(duì)比樣品RCP-GO。然而RCP-Co的分解殘?jiān)氏鄬?duì)較高，為36.37%，這主要是因?yàn)榈诙€(gè)分解過程失重僅為52.47%，遠(yuǎn)低于RCP-0 (62.79%)與RCP-GO (57.36%)，這表明GO-CHZ-Co可能改變了AP的分解途徑，雖然RCP-Co分解殘?jiān)瘦^高，其分解放熱量相比于RCP-GO仍有所提高，達(dá)到2 219.0 J/g。樣品RCP-Ni的兩個(gè)分解峰溫分別約為230.9℃和391.4℃，表明GO-CHZ-Ni的加入沒有明顯改變推進(jìn)劑主要組分(RDX和AP)的分解過程，但是AP的分解放熱量顯著上升，為2 322.0 J/g，總放熱量約為2 456.1 J/g，相較于RCP-0提高了186.0 J/g，增幅為8.2%。

對(duì)于樣品RCP-Cu，其第一個(gè)放熱峰出現(xiàn)在225.6℃附近，相較于RCP-0提前約5.2℃，放熱量約為135.2 J/g。RCP-Cu的第二個(gè)放熱峰峰溫顯著降低，約為382.4℃，相較于RCP-0提前約7.3℃，這個(gè)過程樣品的放熱量約為2 928.9J/g，提高了804.9 J/g，該樣品總放熱量為3 064.1 J/g，相比于空白配方增加了35.0%，表明GO-CHZ-Cu對(duì)四組元推進(jìn)劑分解過程具有強(qiáng)烈的催化作用。TG曲線表明RCP-Cu的殘?jiān)|(zhì)量為24.89%，低于RCP-0(29.19%)，DTG曲線表明RCP-Cu的最大分解速率高達(dá)28.24%/min，遠(yuǎn)高于其他4個(gè)樣品，說明GO-CHZ-Cu的加入可以使四組元推進(jìn)劑分解更完全且劇烈，因此RCP-Cu具有顯著高于其他樣品的分解放熱。

為了進(jìn)一步研究GO-X對(duì)四組元復(fù)合推進(jìn)劑熱分解過程的影響，通過傅里葉紅外光譜儀同步分析樣品熱分解過程產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物，其結(jié)果如圖3所示。

圖3 推進(jìn)劑熱分解過程起始溫度、峰溫以及終止溫度對(duì)應(yīng)的分解氣相產(chǎn)物紅外吸收光譜圖Fig.3 FTIR spectra of gaseous products at onset,peak,end decomposition temperature and three-dimensional FTIR spectra during the thermal decomposition

由圖3(b)可知，樣品RCP-GO的兩個(gè)分解過程氣相產(chǎn)物中均出現(xiàn)了NO2，表明GO的加入改變了RDX與AP原有的分解路徑，同時(shí)可以看出圖譜中各個(gè)峰的強(qiáng)度相比于RCP-0均明顯增強(qiáng)。由圖3(c)和(d)可知，RCP-Co與RCP-Ni第一個(gè)階段與RCP-0沒有明顯區(qū)別，結(jié)合熱分析結(jié)果，可以認(rèn)為這兩類催化劑對(duì)RDX的熱分解過程沒有顯著影響，然而，在第二個(gè)分解過程中，圖譜上可顯著觀察到HCl的特征峰(波數(shù)范圍3 100～2 650 cm-1)，其來源同樣是AP。研究表明[20]，AP中Cl原子主要轉(zhuǎn)化為HCl、Cl2(無法被FTIR檢測(cè))、ClO、ClO3等分解產(chǎn)物，然而在RCP-0與RCP-GO中未觀察到明顯的HCl特征峰，則Cl主要轉(zhuǎn)化為ClO或ClO3，而在含有GO-X的樣品中，均檢測(cè)到HCl的特征峰，這可能是因?yàn)榧尤隚O-X后改變了原有AP的分解途徑，提高了反應(yīng)速率。由圖3(f)、(e)可知，RCP-Cu的氣相產(chǎn)物種類與RCP-Co和RCP-Ni相似，但是其特征峰強(qiáng)度顯著高于這兩個(gè)樣品，說明GO-CHZ-Cu的加入可以大幅提高樣品分解速率，從而產(chǎn)生更高的氣體濃度。

結(jié)合熱分析研究結(jié)果，可以認(rèn)為GO-CHZ-Ni對(duì)AP的熱分解過程具有一定的催化作用，使AP的分解放熱量增加了198.0 J/g。樣品RCP-Ni的總分解放熱量達(dá)2 456.1 J/g，相比于空白配方增加了8.2%。而GO-CHZ-Cu對(duì)AP的熱分解過程有強(qiáng)烈的催化作用，使其分解過程更加劇烈且完全，其最大失重速率達(dá)28.24%/min，遠(yuǎn)高于對(duì)比配方。在GO-CHZ-Cu的作用下，推進(jìn)劑中AP的熱分解峰溫降低7.3℃，分解放熱量增加804.9 J/g，增幅高達(dá)35.0%。

2.3 GO-X對(duì)四組元推進(jìn)劑燃燒特性的影響

為探究含不同GO-X的推進(jìn)劑的燃燒性能，采用綜合燃燒診斷儀對(duì)推進(jìn)劑藥條的燃燒性能進(jìn)行評(píng)估，燃燒圖像序列如圖4所示。根據(jù)燃燒圖像序列，采用公式r=apn計(jì)算得到推進(jìn)劑的燃速見表3。

圖4 推進(jìn)劑燃燒火焰結(jié)構(gòu)及燃面退移過程Fig.4 Flame structure and combustion image sequences of propellants

表3 推進(jìn)劑燃速及擬合壓強(qiáng)指數(shù)Table 3 Burning rates and fitting pressure index of propellants

由圖4可知，推進(jìn)劑燃面大體上平行退移，其中RCP-0燃燒火焰顏色呈亮黃色，而添加有GO或GO-X的樣品火焰呈橙黃色，在火焰結(jié)構(gòu)上RCP-0火焰集中且燃燒過程產(chǎn)生煙霧較少。添加GO或GO-X的推進(jìn)劑樣品火焰更為分散，且燃燒過程產(chǎn)生了大量煙霧。

由表3可知，空白配方推進(jìn)劑樣品RCP-0的指前因子(a)與壓強(qiáng)指數(shù)(n)分別為4.09和0.23。研究表明，活性碳材料可以顯著提高高壓段含鋁復(fù)合推進(jìn)劑的燃速[22]，并使其壓強(qiáng)指數(shù)最高升至0.65。在本實(shí)驗(yàn)中，采用GO作為燃燒催化劑的樣品RCP-GO的燃速顯著提高，其指前因子為5.01，壓強(qiáng)指數(shù)為0.51，與報(bào)道結(jié)果相符。然而，關(guān)于碳材料增加含鋁復(fù)合推進(jìn)劑燃速的相關(guān)機(jī)理還尚未明確，需要進(jìn)一步研究。

添加GO-X的推進(jìn)劑樣品的指前因子相比于RCP-0均有明顯提高，RCP-Co的指前因子為4.42，壓強(qiáng)指數(shù)為0.49，在0.5 MPa下其燃速低于空白配方RCP-0，然而在1.5 MPa和3.0 MPa下燃速高于RCP-0，因此其壓強(qiáng)指數(shù)較高。對(duì)于RCP-Ni，其指前因子為5.81，壓強(qiáng)指數(shù)為0.49，RCP-Ni在3個(gè)壓強(qiáng)點(diǎn)燃速均高于RCP-0，但是在3.0 MPa下其燃速突增至9.25 mm/s，導(dǎo)致RCP-Ni壓強(qiáng)指數(shù)較高。對(duì)于RCP-Cu，燃燒測(cè)試結(jié)果表明GO-CHZ-Cu可以有效增加3個(gè)壓強(qiáng)點(diǎn)下的燃速，使得指前因子提高至5.69且壓強(qiáng)指數(shù)(0.34)低于RCP-GO (0.51)，與空白對(duì)比配方差異不大，但在整體上燃速平均提升46.4%，這說明GO-CHZ-Cu有潛力作為燃速調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于四組元復(fù)合推進(jìn)劑。

2.4 推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物分析

為了分析催化條件下凝聚相產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化情況，采用XRD分析了燃燒室中收集的凝聚相燃燒產(chǎn)物。圖5給出了添加不同GO-X的四組元推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物 XRD圖譜。

圖5 推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物XRD圖譜Fig.5 XRD spectra for condensed combustion products of propellants

由圖5可以看出，樣品RCP-0、RCP-Ni與RCP-Co的凝相燃燒產(chǎn)物圖譜中均存在Al的特征峰(38.4°、44.7°、65.0°與78.2°)，其中RCP-0中Al的特征峰強(qiáng)度相對(duì)較高，表明在未添加催化劑時(shí)，Al粉未能完全參與燃燒反應(yīng)。而催化劑GO-CHZ-Co與GO-CHZ-Ni的加入降低了凝相產(chǎn)物中Al的含量，表明這兩種催化劑可以使推進(jìn)劑樣品燃燒更加完全。RCP-Cu凝相產(chǎn)物XRD圖譜中沒有Al特征峰，這可能是因?yàn)镚O-CHZ-Cu對(duì)四組元推進(jìn)劑的燃燒過程具有一定促進(jìn)作用，使Al粉反應(yīng)更加完全，這與熱分析中樣品RCP-Cu的殘?jiān)|(zhì)量更少、反應(yīng)更加徹底而吻合。在4種推進(jìn)劑樣品凝相燃燒產(chǎn)物XRD結(jié)果中都可以觀察到Al2OC(32.6°、35.3°、37.6°與48.8°)與AlN(32.0°、37.6°、45.7°與66.6°)的特征峰，而Al2O3的特征峰(25.6°與43.4°)僅在樣品RCP-0與RCP-Ni產(chǎn)物XRD圖譜中可見，在RCP-Cu與RCP-Co圖譜中無明顯可見特征峰，這表明Cu與Co離子催化劑的加入改變了四組元復(fù)合推進(jìn)劑中Al粉的反應(yīng)機(jī)理，使Al粉反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生改變(如生成Al2OC而不是Al2O3)，然而其具體催化機(jī)理仍有待于進(jìn)一步研究。

3 結(jié) 論

(1)GO-CHZ-Ni對(duì)四組元推進(jìn)劑的熱分解過程具有一定的催化作用，含GO-CHZ-Ni的四組元推進(jìn)劑樣品總放熱量為2 456.1 J/g，比空白配方(RCP-0)提高8.2%。GO-CHZ-Cu對(duì)推進(jìn)劑的熱分解過程有強(qiáng)烈的催化作用，在GO-CHZ-Cu的作用下，推進(jìn)劑的第二個(gè)分解峰溫降低7.3℃，最大失重速率達(dá)28.24%/min，分解過程更加劇烈且完全，總放熱量達(dá)到3 064.1 J/g，相比于空白配方增幅達(dá)35.0%。

(2)GO以及3類GO-X均能大幅增加四組元復(fù)合推進(jìn)劑在低壓段(0.5～3.0 MPa)下的燃速，但是GO、GO-CHZ-Co以及GO-CHZ-Ni使得推進(jìn)劑壓強(qiáng)指數(shù)顯著提高，達(dá)到0.49～0.51，而GO-CHZ-Cu使得推進(jìn)劑在保持相對(duì)較低的壓強(qiáng)指數(shù)(0.34)的同時(shí)，使推進(jìn)劑整體上燃速提升46.4%，有望作為新型含能燃速調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于丁羥四組元推進(jìn)劑。

(3)GO-CHZ-Cu可以使Al粉燃燒更加完全，燃燒效率更高。