【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)射藥中進行研究,同時為了保證發(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。通過熱塑性彈性體溶解試驗、捏合和壓伸過程,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。通過抗壓縮試驗、抗沖擊試驗、撞擊感度試驗、5s延滯期爆發(fā)點試驗、真空安定性試驗和DSC試驗,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,編寫了基于Matlab的固體添加劑球體隨機分布中心坐標計算程序。根據(jù)熱塑性彈性體的溶解試驗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進行恒溫捏合,捏合溫度為60℃,捏合時間為3小時;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)試驗表明:硝化纖維的含氮量對含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;采用無疊氮基的惰性熱塑性彈性體制備的發(fā)射藥,其抗壓強度和沖擊韌性均優(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較好。撞擊感度和熱感度試驗表明: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)射藥撞擊感度相對最低。含CL-20發(fā)射藥的5s爆發(fā)點溫度均低于CL-20的爆發(fā)點溫度。通過真空安定性試驗和DSC試驗研究了發(fā)射藥的安定性,真空安定性試驗測定含CL-20發(fā)射藥均安定性合格;DSC測試表明含CL-20發(fā)射藥的分解過程呈現(xiàn)兩個放熱峰;根據(jù)DSC數(shù)據(jù)計算所得三種含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和數(shù)均分子量對發(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 時所制得共聚物可獲得最佳性能，，R 值高于 1 時會產(chǎn)生交聯(lián)體。Keicher 等[70、71]以二甲基脲、對苯二酚和 BD對苯二異氰酸酯和 TDI 為固化劑通過端基偶聯(lián)法制備 BAMO-GAP 共聚物物進行研究，研究發(fā)現(xiàn)擴鏈劑的含量和種類對共聚物的熔融溫度影響不質(zhì)量分數(shù)高于 65%，在熔融溫度之下共聚物便會出現(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 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)且相對分法合成相對危險；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)見表 1.1[3]。表 1.1 常見疊氮類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)劑的相對分子質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ562

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本文編號：2638214