【摘要】：澆注PBX(polymer bonded explosive)炸藥是以單質(zhì)炸藥等固體顆粒為分散相,高聚物粘結(jié)劑、增塑劑和各種添加劑為連續(xù)相經(jīng)固化而成的混合炸藥。由于其能量高、感度低、安全性好等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。由于端羥基聚丁二烯(HTPB)在感度等方面優(yōu)于其他粘結(jié)劑,HTPB廣泛應(yīng)用于澆注PBX中。炸藥的爆速和爆壓隨炸藥含量的增加而增大,為了進(jìn)一步提高澆注PBX炸藥的威力,需要提高其固相含量。本文通過數(shù)值計算和實(shí)驗(yàn)確定了高固相含量澆注PBX炸藥的配方。通過澆注法制備了以低分子量HTPB為粘結(jié)劑的澆注炸藥,采用合理的粒度級配提高了炸藥的密度,通過理論計算和實(shí)驗(yàn)測試分別得到了炸藥的爆速和爆熱,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計算結(jié)果相符。通過采用Material Studio軟件構(gòu)建RDX(0 0 1)晶面與不同分子量的HTPB的層結(jié)構(gòu),模擬炸藥與不同粘結(jié)劑之間界面結(jié)合作用,計算了RDX(0 0 1)晶面與不同分子量的粘結(jié)劑HTPB之間的結(jié)合能。Ⅲ類HTPB與RDX(0 0 1)晶面的結(jié)合能為1752.9kJ/mol,低分子量HTPB與RDX(0 0 1)晶面的結(jié)合能為305.3kJ/mol。表面活性劑吐溫-80和大豆卵磷脂均能降低以Ⅲ類HTPB為粘結(jié)劑的粘結(jié)劑體系的粘度,同時增加了粘結(jié)劑體系的粘流活化能,增大了粘結(jié)劑體系對溫度的敏感性。表面活性劑降低粘度的作用具有一定的局限性。從粘度方面考慮低分子量HTPB可以用來制備高固相含量的澆注PBX藥漿。通過藥漿固化實(shí)驗(yàn)可知,當(dāng)粘結(jié)劑為低分子量HTPB時,固化劑MDI與IPDI質(zhì)量比為4:1的混合異氰酸酯固化劑可以滿足藥漿適用期的要求。合理的粒度級配可以降低藥漿的粘度,增加藥漿的流動性。當(dāng)粗細(xì)粒度的固相質(zhì)量比為50:20時,藥漿的粘度最小。將此顆粒級配應(yīng)用于澆注PBX炸藥中可以得到粘度較低的藥漿。通過結(jié)合粘度實(shí)驗(yàn)和炸藥與粘結(jié)劑結(jié)合能數(shù)值計算實(shí)驗(yàn)及顆粒級配實(shí)驗(yàn),確定了高固相含量澆注PBX炸藥配方,制備了固含量為90%的澆注PBX藥柱。通過爆轟參數(shù)的理論計算得到了固含量為90%澆注PBX炸藥的爆速為7.9km/s,爆熱為7806.4kJ/kg,通過炸藥性能測試實(shí)驗(yàn)測得的炸藥爆速和爆熱與理論值接近。研究結(jié)果表明表面活性劑和低分子量HTPB都能降低粘結(jié)劑體系的粘度,含低分子量HTPB的粘結(jié)劑體系粘度最低;通過軟件模擬炸藥與粘結(jié)劑間的作用力,并計算其結(jié)合能,可以為粘結(jié)劑體系的篩選提供理論依據(jù);合理的粒度級配可以降低澆注PBX藥漿的粘度并增加澆注PBX炸藥的固相含量;澆注PBX炸藥的爆速隨著固相含量的增加而增大。
【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】：2016
【分類號】：TQ560.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2801740