本文關鍵詞：納米纖維素的制備改性及其在發(fā)射藥中的應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：粘結劑是火藥的基體和連續(xù)相,為火藥提供能量、粘結作用和強度,它的性能對火藥的制造工藝、力學性能和能量水平有著決定性的影響。硝化纖維素是一種有著悠久應用歷史,并且至今還占有較大份額和重要地位的含能火藥粘結劑。但面對現(xiàn)代戰(zhàn)爭對火藥提出的高強度,高能量等越來越嚴苛的要求,硝化纖維素(NC)日益凸顯出其性能上的局限性。其中,低溫下表現(xiàn)出的不可接受的脆性成為制約硝化纖維素基火藥應用的一個瓶頸,嚴重時甚至可能引發(fā)災難性后果。因此,對其低溫力學性能的改善研究就顯得非常必要。本文在前人工作的基礎上,采用不同形式和性質(zhì)的納米纖維素部分替代混合酯發(fā)射藥中的NC,試圖改善發(fā)射藥的低溫力學性能,同時對火藥的理化性能、燃燒性能、能量性能等也一并進行了研究。結果表明納米纖維素沒有改變發(fā)射藥制備工藝,理化性能、燃燒性能和能量性能,其他主要內(nèi)容包括:制備了納米纖維素晶須(CNW)。以1.33%的CNW替代部分發(fā)射藥配方中的NC,結果表明:與對照發(fā)射藥相比,低溫落錘破碎率由50%降低到20%,低溫抗沖擊強度由9.64 KJ/m~2提高到了11.37 KJ/m~2;以硝酸/冰醋酸為硝化劑,對CNW進行了硝酸酯化改性,得到改性產(chǎn)物NCNW-10,可在丙酮中均勻分散和穩(wěn)定懸浮。以1.33%的NCNW-10替代部分發(fā)射藥配方中的NC,結果表明:與對照發(fā)射藥相比,低溫落錘破碎率由對照發(fā)射藥的30%降低到10%,常溫抗沖擊強度由25.71 KJ/m~2提高到了32.39 KJ/m~2,高溫抗沖擊強度由28.67 KJ/m~2提高到了33.59 KJ/m~2,低溫抗沖擊強度由6.91 KJ/m~2提高到了7.58 KJ/m~2;制備了較大長徑比的納米纖維素纖維(CNF)。以0.57%CNF取代部分發(fā)射藥配方中的NC,結果表明:與對照發(fā)射藥相比,低溫落錘破碎率由對照發(fā)射藥的30%降低到0,常溫抗沖擊強度由25.71 KJ/m~2提高到了29.74 KJ/m~2,高溫抗沖擊強度由28.67 KJ/m~2提高到了38.85 KJ/m~2,低溫抗沖擊強度由6.91 KJ/m~2提高到了7.89 KJ/m~2;采用硝酸/二氯甲烷體系對CNW進行了硝酸酯化改性,得到了改性產(chǎn)物NCNW-40,可均勻分散和穩(wěn)定懸浮于丙酮中,其晶型發(fā)生了改變。以1.72%的NCNW-40取代部分發(fā)射藥配方中的NC,結果表明:與對照發(fā)射藥相比,低溫落錘破碎率由對照發(fā)射藥的60%降低到0,常溫抗沖擊強度由42.9 KJ/m~2提高到了54.0 KJ/m~2,高溫抗沖擊強度由39.9 KJ/m~2提高到了50.7 KJ/m~2,低溫抗沖擊強度由17.4 KJ/m~2提高到了19.1 KJ/m~2;將CNW經(jīng)過堿化改性得到堿化納米纖維素ACNW,結果表明:與對照發(fā)射藥相比,低溫落錘破碎率由對照發(fā)射藥的60%降低到20%,常溫抗沖擊強度由42.9 KJ/m~2提高到了53.0 KJ/m~2,高溫抗沖擊強度由39.9 KJ/m~2提高到了46.4KJ/m~2,低溫抗沖擊強度由17.4 KJ/m~2提高到了19.5 KJ/m~2。
【關鍵詞】：納米纖維素 改性 發(fā)射藥 低溫力學性能 燃燒性能
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ562
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 天然纖維素14-15
• 1.2 硝化纖維素15-16
• 1.3 納米纖維素16-17
• 1.3.1 無機酸水解法16-17
• 1.3.2 TEMPO催化氧化法17
• 1.4 納米纖維素晶須的基本性質(zhì)及應用17-21
• 1.4.1 納米纖維素晶須的尺寸形體及特質(zhì)17-18
• 1.4.2 納米纖維素晶須的增強增韌應用18-20
• 1.4.3 納米纖維素晶須的表面改性20-21
• 1.5 發(fā)射藥的力學研究背景21-22
• 1.6 發(fā)射藥力學研究狀況22-24
• 1.6.1 改進發(fā)射藥粘合劑22-23
• 1.6.2 納米纖維素在硝胺發(fā)射藥中的應用23-24
• 1.7 課題的提出及研究意義24-26
• 第2章 實驗部分26-31
• 2.1 引言26-27
• 2.2 硝胺發(fā)射藥基本成分及工藝流程27-28
• 2.3 硝胺發(fā)射藥測試方法28-29
• 2.3.1 低溫落錘沖擊韌性實驗28-29
• 2.3.2 簡支梁抗沖擊強度試驗29
• 2.3.3 密閉爆發(fā)器實驗29
• 2.4 其他常規(guī)測試方法29-31
• 2.4.1 發(fā)射藥斷面掃描電鏡分析29
• 2.4.2 透射電鏡形貌分析29
• 2.4.3 X-射線衍射分析29-30
• 2.4.4 傅里葉變化紅外分析30
• 2.4.5 流動雙折射30
• 2.4.6 X射線光電子能譜分析30
• 2.4.7 元素分析測試30-31
• 第3章 CNW在硝胺發(fā)射藥中的應用31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 實驗部分31-32
• 3.2.1 實驗原料及儀器31-32
• 3.2.2 CNW的制備32
• 3.3 CNW的結構表征32-33
• 3.3.1 透射電鏡圖32
• 3.3.2 CNW在水中的分散情況32
• 3.3.3 X射線衍射分析32-33
• 3.4 CNW在硝胺發(fā)射藥中的應用33-41
• 3.4.1 硝胺發(fā)射藥配方33-34
• 3.4.2 理化性能測試34
• 3.4.3 低溫落錘沖擊韌性實驗34-35
• 3.4.4 簡支梁抗沖擊強度實驗35-36
• 3.4.5 發(fā)射藥斷面掃描電鏡分析36-37
• 3.4.6 密爆實驗37-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第4章 NCNW-10 在發(fā)射藥中的應用42-57
• 4.1 引言42
• 4.2 實驗部分42
• 4.2.1 實驗原料及儀器42
• 4.3 硝酸酯化產(chǎn)物的結構和性能表征42-43
• 4.3.1 X射線衍射分析44-45
• 4.3.2 改性產(chǎn)物在丙酮中的分散情況45
• 4.3.3 紅外圖譜分析45-46
• 4.3.4 透射電鏡圖46-47
• 4.3.5 NCNW-10 的XPS表征47-43
• 4.4 硝酸酯化產(chǎn)物的結構和性能表征43-48
• 4.4.1 硝胺發(fā)射藥配方48-49
• 4.4.2 理化性能測試49-50
• 4.4.3 低溫落錘沖擊韌性實驗50
• 4.4.4 簡支梁抗沖擊強度實驗50-51
• 4.4.5 發(fā)射藥斷面掃描電鏡分析51-52
• 4.4.6 密爆實驗52-48
• 4.5 NCNW-10 在硝胺發(fā)射藥中的應用48-55
• 4.6 本章小結55-57
• 第5章 CNF在硝胺發(fā)射藥中的應用57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 實驗部分57-58
• 5.2.1 實驗原料及儀器57
• 5.2.2 CNF的制備57-58
• 5.3 CNF的結構表征58-60
• 5.3.1 CNF的懸浮液58-59
• 5.3.2 CNF的透射電鏡圖59
• 5.3.3 X射線衍射分析59-60
• 5.4 CNF在硝胺發(fā)射藥中的應用60-67
• 5.4.1 硝胺發(fā)射藥的配方組成60
• 5.4.2 理化性能60
• 5.4.3 低溫落錘沖擊韌性實驗60-61
• 5.4.4 簡支梁抗沖擊強度61-62
• 5.4.5 發(fā)射藥斷面掃描電鏡分析62-63
• 5.4.6 密爆實驗63-67
• 5.5 本章小結67-68
• 第6章 NCNW-40 在硝胺發(fā)射藥中的應用68-79
• 6.1 引言68
• 6.2 實驗部分68-69
• 6.2.1 實驗原料及儀器68-69
• 6.2.2 CNW的硝酸酯化改性69
• 6.3 NCNW-40 的結構表征69-72
• 6.3.1 NCNW-40 的紅外分析69-70
• 6.3.2 X射線衍射分析70
• 6.3.3 NCNW-40 在丙酮中的分散70-71
• 6.3.4 透射電鏡形貌圖71
• 6.3.5 NCNW-40 的XPS表征71-72
• 6.4 NCNW-40 在硝胺發(fā)射藥中的應用72-78
• 6.4.1 硝胺發(fā)射藥配方72
• 6.4.2 理化性能72-73
• 6.4.3 低溫落錘沖擊韌性實驗73-74
• 6.4.4 簡支梁沖擊強度實驗74-75
• 6.4.5 密爆實驗75-78
• 6.5 本章小結78-79
• 第7章 ACNW在發(fā)射藥中的應用79-88
• 7.1 引言79
• 7.2 實驗部分79-80
• 7.2.1 實驗原料及儀器79-80
• 7.2.2 ACNW的制備80
• 7.3 ACNW的X射線衍射分析80-81
• 7.4 ACNW在硝胺發(fā)射藥中的應用81-86
• 7.4.1 硝胺發(fā)射藥配方81
• 7.4.2 理化性能測試81
• 7.4.3 低溫落錘沖擊韌性實驗81-82
• 7.4.4 簡支梁抗沖擊強度實驗82-83
• 7.4.5 密爆實驗83-86
• 7.5 本章小結86-88
• 結論與展望88-90
• 參考文獻90-97
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文與研究成果97-98
• 致謝98

  本文關鍵詞：納米纖維素的制備改性及其在發(fā)射藥中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：351923