硝化细菌纤维素（NBC）基复合含能材料流变学性能研究

发布时间：2020-06-08 22:12

【摘要】：高能量、高强度发射药是现代发射药及身管武器先进性的体现,发射药的力学强度直接影响到身管武器的安全性与稳定性,而目前发射药的强度不能满足先进身管武器的应用要求。为了改善发射药的力学性能,本文在借鉴太根发射药的基础上,以具有三维网状结构,力学性能优异的硝化细菌纤维素(NBC)代替发射药中的硝化纤维素(NC),设计并成功制备了一种新型的硝化细菌纤维素基发射药,对其结构、形貌等基础性能进行了研究。由于其加工成型需在溶剂中进行,为了满足工业化生产,对其流变性能进行了探讨。本论文的主要研究内容如下:(1)通过共混复合工艺制备了 TEGDN/NBC、RDX/TEGDN/NBC复合物。采用NMR、FT-IR、XRD以及FESEM、TG-DSC等对其结构、形貌及热性能进行了表征,获得了 TEGDN/NBC、RDX/TEGDN/NBC复合物中各组分的结构形态及结合方式,以及各组分对其热力学性能的影响。(2)对硝化细菌纤维素基复合含能材料溶解性能以及特性粘度进行了研究。发现了对其具有较好溶解能力及较低粘度的溶剂;研究了TEGDN含量对TEGDN/NBC复合物在N,N-二甲基甲酰胺中的特性粘度的影响,以及RDX含量对RDX/TEGDN/NBC复合物在N,N-二甲基甲酰胺中的特性粘度的影响,获得了其变化规律。(3)基于高分子材料流变学原理,通过HAKKE旋转流变仪研究了溶液浓度、TEGDN含量对TEGDN/NBC复合物流变性能的影响。获得了浓度、TEGDN含量对其流变性能的影响规律。发现少量TEGDN的加入能够改善NBC的稳定性,使其溶液结构更不易受外力破坏。(4)研究了 RDX含量对RDX/TEGDN/NBC复合物的流变性能的影响,获得了 RDX含量对其流变性能的影响规律。发现加入RDX后,TEGDN/NBC复合物的结构变的不稳定,溶液中的分子在外力作用下更容易发生取向运动,大分子链之间的缠结更容易遭受破坏,减弱了分子之间的相互作用力,使其流动性大大增强,结构稳定性变差。
【图文】：

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图 1-1 枪炮武器炸膛现象Fi g . 1 -1 T he e xp l o d i ng a cc i d e n t s o f g un w e ap o n s表 1-1 各国炸膛事故的分析Ta b .1 -1 A na l ys i s o f e x p l od i n g ac c i d en t s i n va r i o u s c o un t r i e s序号火炮种类破坏情况炸膛原因国别1 M1 9 8 1 5 5 mm 榴弹炮炮尾炸毁强烈的底部点火低温火药破碎美国2 M11E 2 03 榴弹炮炮尾炸毁中心管点火失灵低温火药破碎美国3 12 7 m m 海军炮引线早炸、炮尾炸毁点火管输出速率过大火药床压实和破碎美国4M1 E1 1 20 m m 坦克炮炮尾炸毁低温实验时炸膛美国

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图 1-2 NBC 溶液的流变曲线Fi g . 1 -2 Rh e o l o g i c a l cu r ve s o f N BC so l u t i o n s研究发现当含氮量为 12.88% 时， NBC 溶液粘度最大，为105.50mPa·s 。对不同浓度的 NBC 溶液以旋转流变仪进行流变性能测试，发现浓度为 0.5%-5.0%的 NBC 溶液粘度依赖浓度，为牛顿流体。而 5.5%的 NBC 溶液表现出剪切变稀，，为非牛顿流体。朱娟等人的研究揭示了硝化细菌纤维素溶液的流变性能，这对硝化细菌纤维素的加工成型具有指导作用。但迄今有关硝化细菌纤维素及其复合物的流变性能的研究比较少，使得其加工成型过程没有理论的指导。因此，研究 NBC 及其复合物的流变性能，对其应用于发射药领域，具有极其重要的参考价值。1.6 研究目的及意义
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ560.1

【参考文献】