【摘要】：為改善發(fā)射藥的能量性能,將能量高、密度大的高能固體添加劑CL-20和RDX加入到發(fā)射藥中進(jìn)行研究,同時(shí)為了保證發(fā)射藥的力學(xué)性能,使用熱塑性彈性體和硝化纖維素作為粘結(jié)劑基體。通過(guò)熱塑性彈性體溶解試驗(yàn)、捏合和壓伸過(guò)程,確定了具體的發(fā)射藥制備工藝,制備了一系列含CL-20發(fā)射藥。通過(guò)抗壓縮試驗(yàn)、抗沖擊試驗(yàn)、撞擊感度試驗(yàn)、5s延滯期爆發(fā)點(diǎn)試驗(yàn)、真空安定性試驗(yàn)和DSC試驗(yàn),研究了含CL-20發(fā)射藥的力學(xué)性能、安全性、安定性等性能。開(kāi)展了發(fā)射藥力學(xué)性能仿真前處理方法的初步研究,編寫(xiě)了基于Matlab的固體添加劑球體隨機(jī)分布中心坐標(biāo)計(jì)算程序。根據(jù)熱塑性彈性體的溶解試驗(yàn)確定使用等體積的四氫呋喃、乙醇和丙酮配制混合溶劑,混合溶劑量則根據(jù)溶劑與粘結(jié)劑比值即溶劑比3:1確定。捏合前,需使用該混合溶劑在加熱、攪拌的條件下溶解熱塑性彈性體。溶解完成后,將熱塑性彈性體溶液與其它藥料加入捏合機(jī)進(jìn)行恒溫捏合,捏合溫度為60℃,捏合時(shí)間為3小時(shí);最后經(jīng)壓伸、晾藥、切藥和烘干等工序制備最終發(fā)射藥試樣。力學(xué)試驗(yàn)表明:硝化纖維的含氮量對(duì)含CL-20發(fā)射藥的彈性模量有顯著影響,含CL-20發(fā)射藥的彈性模量隨硝化纖維含氮量升高而升高;采用無(wú)疊氮基的惰性熱塑性彈性體制備的發(fā)射藥,其抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性均優(yōu)于采用有疊氮基的含能熱塑性彈性體(ETPE)制備的發(fā)射藥;使用較高數(shù)均分子量的含能熱塑性彈性體(M_n=31000g/mol),制備的含CL-20發(fā)射藥的沖擊韌性相對(duì)較好。撞擊感度和熱感度試驗(yàn)表明:發(fā)射藥中的熱塑性彈性體與硝化纖維素共混粘結(jié)劑分散在固體高能添加劑之間,使含CL-20發(fā)射藥的撞擊感度比單一RDX更低,其中采用惰性熱塑性彈性體制備的含CL-20發(fā)射藥撞擊感度相對(duì)最低。含CL-20發(fā)射藥的5s爆發(fā)點(diǎn)溫度均低于CL-20的爆發(fā)點(diǎn)溫度。通過(guò)真空安定性試驗(yàn)和DSC試驗(yàn)研究了發(fā)射藥的安定性,真空安定性試驗(yàn)測(cè)定含CL-20發(fā)射藥均安定性合格;DSC測(cè)試表明含CL-20發(fā)射藥的分解過(guò)程呈現(xiàn)兩個(gè)放熱峰;根據(jù)DSC數(shù)據(jù)計(jì)算所得三種含CL-20發(fā)射藥的表觀活化能相差不到2kJ/mol;T_(P0)相差不到0.1K,熱塑性彈性體的種類(lèi)和數(shù)均分子量對(duì)發(fā)射藥的T_(P0)影響不大,安定性相當(dāng)。
【圖文】：

b.GAP 結(jié)構(gòu)式 c.P(BAMO)結(jié)構(gòu)式圖 1.1 PBAMO-GAP-PBAMO 三嵌段共聚物、GAP 和 PBAMO 結(jié)構(gòu)式建峰等[69]采用官能團(tuán)預(yù)聚體法制備了以 MDI、BDO 和 PBAMO 作為硬段段的 BAMO/GAP 共聚物，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng) PBAMO 與 GAP；-NCO 與-OH； 的摩爾比分別為 0.35:0.65；0.98:1；3:2 時(shí)所制得共聚物可獲得最佳性能，，R 值高于 1 時(shí)會(huì)產(chǎn)生交聯(lián)體。Keicher 等[70、71]以二甲基脲、對(duì)苯二酚和 BD對(duì)苯二異氰酸酯和 TDI 為固化劑通過(guò)端基偶聯(lián)法制備 BAMO-GAP 共聚物物進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)鏈劑的含量和種類(lèi)對(duì)共聚物的熔融溫度影響不質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于 65%，在熔融溫度之下共聚物便會(huì)出現(xiàn)軟化現(xiàn)象；為改變這種異氰酸酯與 PBAMO 反應(yīng)，所獲得的被異氰酸酯封端的 PBAMO 再與 GAP備的含能共聚物熔融溫度以下出現(xiàn)軟化現(xiàn)象得到改善且此法制得的含能度更高。ei 等[72、73]研究了氧化銅納米粒子對(duì) BAMO/GAP 共聚物熱分解的影響

b.P(AMMO)結(jié)構(gòu)式 1.2 P(AMMO)和 BAMO-AMMO 三嵌段共聚物離子開(kāi)環(huán)聚合的方法合成 BAMO-AMM聚物具有熱塑性彈性體的性質(zhì)且相對(duì)分法合成相對(duì)危險(xiǎn)；為此其又使用異亞丙聚物。Murphy 等[76]用 BAMO-AMMO工性能優(yōu)良的 BAMO-AMMO 三嵌段共數(shù)見(jiàn)表 1.1[3]。表 1.1 常見(jiàn)疊氮類(lèi)聚合物基本性能參數(shù)P(BAMO) P(AMMO) C5H8ON6C5H9ON31.30 1.06 +406.8 +154.6 了 BAMO-AMMO 粘結(jié)劑的相對(duì)分子質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TQ562

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本文編號(hào)：2638214