為改善高能硝胺發(fā)射藥的力學(xué)性能,設(shè)計了以GAP基熱塑性彈性體和硝化纖維素為粘結(jié)劑,以RDX為高能氧化劑的一系列高能發(fā)射藥配方,并確定了其制備工藝。分析討論了GAP基塑性彈性體和硝化纖維素的比例、黑索今的粒度和添加量對高能發(fā)射藥體系能量性能、力學(xué)性能、熱分解動力學(xué)及熱膨脹系數(shù)的影響。主要研究結(jié)果如下:能量特性參數(shù)的理論計算結(jié)果表明采用GAP基含能熱塑性彈性體部分取代硝化纖維素會降低發(fā)射藥爆溫,并提高比容和余容;增加黑索今含量可顯著提高體系的能量水平。故可通過調(diào)整配方組分實現(xiàn)發(fā)射藥高能量水平和低爆溫的統(tǒng)一。當(dāng)黑索今含量為60%,GAP-ETPE/NC為1:1時,發(fā)射藥的火藥力可達到1186kJ/kg,爆溫為3075K。DSC試驗結(jié)果表明GAP基熱塑性彈性體與硝化纖維素相容性良好,與黑索今固體相間不存在明顯的相互作用,但會使黑索今的主分解峰溫提前。RDX基高能發(fā)射藥室溫條件下通過擠壓成型工藝制備,混合溶劑中乙酸乙酯/丙酮的體積比為1:1,溶劑與粘結(jié)劑比例為2:1~3:1,捏合時間為2~3h。力學(xué)性能測試結(jié)果表明GAP基含能熱塑性彈性體對高能發(fā)射藥的增韌效果明顯。隨著粘結(jié)劑中GAP-ETPE/NC比例的增加,發(fā)射藥的軸向壓縮強度和固體表面能降低,抗沖擊強度提高;黑索今粒度較小時,發(fā)射藥具有較高的力學(xué)強度和固體表面能;黑索今含量的增加使抗壓強度提高的主要作用力為固體填料顆粒的力學(xué)補強,而不是其與粘結(jié)劑體系間的相互作用。RDX基高能發(fā)射藥試樣的熱分解過程具有顯著的黑索今熱分解特性,主要分為硝化纖維素的熱分解和黑索今的熔融分解兩個階段;隨著粘結(jié)劑中GAP-ETPE/NC比例的增加,RDX基高能發(fā)射藥熱分解反應(yīng)的活化能、指前因子、活化焓和活化熵均逐漸提高,而其熱安定性明顯改善;粒度的變化對RDX基高能發(fā)射藥的熱安定性影響較小;隨著黑索今含量的增加,發(fā)射藥的熱安定性逐漸提高。粘結(jié)劑組成和黑索今含量是影響發(fā)射藥線膨脹系數(shù)的主要因素,RDX基高能發(fā)射藥試樣的線膨脹系數(shù)隨著粘結(jié)劑體系中GAP-ETPE/NC比例的增加而逐漸升高,隨黑索今含量的增加逐漸降低。黑索今粒度的改變對高能發(fā)射藥的線膨脹系數(shù)影響較小。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ562
【部分圖文】：

c. P(BAMO)圖 1.1 常見的疊氮類含能粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)式含有-N3、-NO2等能量基團的含能熱塑性彈性體（ETPE）粘結(jié)劑可以實現(xiàn)低感度的和諧統(tǒng)一，常見的 GAP 基和 BAMO 基 ETPE 均為疊氮類含能熱體粘結(jié)劑[19]。GAP 具有正生成熱和密度高等特點，由于其是含有端羥基，因此可以與含有二異氰酸酯基的化合物通過共聚反應(yīng)合成聚氨酯類含能性體。GAP 基聚氨酯類熱塑性彈性體是指結(jié)構(gòu)中硬段是由氨基甲酸酯所的一部分或者全部是由 GAP 構(gòu)成的嵌段共聚物。其分子結(jié)構(gòu)式如 2.1 所

a. GAP b. P(AMMO)c. P(BAMO)圖 1.1 常見的疊氮類含能粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)式含有-N3、-NO2等能量基團的含能熱塑性彈性體（ETPE）粘結(jié)劑可以實現(xiàn)高能量和低感度的和諧統(tǒng)一，常見的 GAP 基和 BAMO 基 ETPE 均為疊氮類含能熱塑性彈性體粘結(jié)劑[19]。GAP 具有正生成熱和密度高等特點，由于其是含有端羥基的預(yù)聚物，因此可以與含有二異氰酸酯基的化合物通過共聚反應(yīng)合成聚氨酯類含能熱塑性彈性體。GAP 基聚氨酯類熱塑性彈性體是指結(jié)構(gòu)中硬段是由氨基甲酸酯所構(gòu)成，軟段的一部分或者全部是由 GAP 構(gòu)成的嵌段共聚物。其分子結(jié)構(gòu)式如 2.1 所示。

名稱相對分子質(zhì)量密度/(g/cm3)生成熱/(kJ/mol)氧平衡/%分解溫度/KRDX 222 1.82 +61.55 -21.6 477HMX 296 1.91 +75.02 -21.6 548CL-20 438 2.04 +415.50 -11.0 468傳統(tǒng)單、雙基發(fā)射藥中的重要組分，硝化纖維素是由碳、氫和氧大分子鏈和硝酸作用的酯化產(chǎn)物，可燃元素和氧化元素均寓于硝化纖維素是呈纖維結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)，但某些被溶劑溶解的硝化結(jié)作用，且粘結(jié)能力不因溶劑是否被驅(qū)除而受到影響。所以其既物質(zhì)，又是起粘結(jié)作用的膠黏劑。 基含能熱塑性彈性體是一種新型含能粘結(jié)劑，在固定頻率為 1H，升溫速率為 3℃/min 的條件下進行 DMA 測試，實驗結(jié)果見圖
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2852959