CL-20混合炸药的理论计算研究

发布时间：2020-07-09 09:18

【摘要】：CL-20是目前已获得广泛应用的新型高能量密度化合物,研究以CL-20为基的高聚物粘结炸药(Polymer bonded exlposives,PBX)以及钝感炸药NTO对CL-20的包覆,对降低CL-20的感度和提高其安全性有着非常重要的意义。本文采用耗散粒子动力学对CL-20与其粘结剂和NTO的相容性进行了研究,并利用分子动力学模拟研究了CL-20被粘结剂包覆后的力学性能。具体的研究内容包括以下三个方面。采用耗散粒子动力学方法对四种粘结剂Estane5703、HTPB、GAP和PBAMO与CL-20的相容性,以及四种粘结剂分别与CL-20组成的高聚物粘结炸药的介观结构和演变过程进行了研究。模拟结果表明,四种粘结剂与CL-20的相容性大小顺序为PBAMOGAPHTPBEstane5703,且粘结剂在单质炸药CL-20中均会发生不同程度的相分离。通过对反应过程的模拟发现,粘结剂开始与CL-20完全混溶,逐渐发生相分离。此外,研究发现升高温度会使粘结剂更好地扩散到CL-20中。选取Estane5703、HTPB、GAP、PBAMO四种粘结剂与CL-20组成的CL-20基PBX,利用分子动力学的方法对它们进行模拟计算,从而得到四种PBX的力学性能。与纯ε-CL-20,粘结剂的加入可以有效改善ε-CL-20的力学性能,即PBX比纯ε-CL-20刚性减弱,柔性增强,韧性变好,延展性变的更大。选取钝感炸药NTO包覆CL-20,并分别添加氟橡胶F2311和Estane5703作为粘结剂,利用耗散粒子动力学的方法,研究在不同粘结剂存在的情况下,不同的NTO含量对CL-20包覆性能的影响。研究发现当粘结剂为氟橡胶F2311时,NTO的含量为20%-40%时,对CL-20的包覆性能较好,而当粘结剂为Estane5703时,NTO含量的变化对CL-20的相容性和包覆性影响并不大。由此得到NTO对CL-20的包覆性能不仅受到其含量的影响,也因加入的粘结剂不同而异。通过在不同温度下Flory-Huggins参数的计算可得,温度的增加对NTO与CL-20之间相容性的影响并不大。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ560.1


本文编号：2747264