高能低敏感发射药安定性与安全性研究

发布时间：2020-10-30 09:54

　　 现代先进武器系统对弹药提出了大威力和高生存能力的要求,研究开发高能低敏感发射药成为21世纪发射药的大趋势。本文主要分析讨论了组分相对含量对高能低敏感发射药安定性、安全性的影响。指出采用含能粘结剂、高能添加剂的配方体系可以满足发射药对高能量和低敏感两方面的要求。以黑索今(RDX)、硝基胍(NQ)作为含能填充剂,制备了9种不同配方的RDX基发射药。RDX往往会造成发射药爆温较高,对身管造成严重的烧蚀现象,NQ的加入既不会对发射药能量造成负影响,又可以在一定程度上降低发射药爆温,对RDX基发射药起到降低感度的效果。当单独以RDX作为高能填充剂时,通过改变发射药用粘结剂,使用聚叠氮缩水甘油醚型含能热塑性弹性体(GAP-ETPE弹性体)部分取代硝化纤维素(NC)作粘结剂,制备了5种不同配方的GAP-ETPE发射药体系。本文通过真空安定性(VST)法和差示扫描量热法(DSC)对发射药安定性进行评价。VST法中1g试样放气量小于2mL时,安定性符合国军标要求,且放气量越小,说明其安定性越好。DSC法中根据升温速率趋于零时的分解放热峰温的大小来判定,峰温值越大,说明安定性越好;安全性通过热感度(5s爆发点)、撞击感度(特性落高值)以及静电火花感度进行测定。5s爆发点温度越高,特性落高值越大,说明发射药安全性越好。RDX基发射药VST和DSC实验结果显示,当发射药其它组分不变时,RDX基发射药安定性以及安全性会随NC含氮量的减小、NC/NQ相对含量的减小以及NC/RDX相对含量的减小而增加。且RDX基发射药对静电火花感度均不敏感;GAP-ETPE发射药VST实验结果显示,少量TEGDN增塑后的发射药体系其安定性有所降低,DSC结果反之。加入TEGDN,减小NC含量使得发射药安全性提高。且GAP-ETPE发射药对静电火花感度都显示不敏感性。实验结果表明不同的实验方法可能会因发射药组分在不同实验环境中造成不同作用机理而出现不一致结论的现象,且GAP-ETPE发射药的安定性、安全性优于RDX基发射药。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ562
【部分图文】：

中北大学学位论文2.3.3 原材料的预处理将配方中涉及到的 1#NC、2#NC、RDX、NQ、EC 置于 40℃恒温水浴烘箱中进行驱水处理，烘干大约 1 周左右，备用，GAP-ETPE 剪成小块，在捏合前一天进行溶解。2.3.4 制备工艺2.3.4.1 发射药制备工艺流程图（1）以混合硝化纤维素作为粘结剂时的 RDX 基发射药制备流程图如图 2.1 所示。

图 2.2 GAP-ETPE 发射药制备工艺流程图Figure 2.2 Flow chart of preparation of GAP-ETPE propellant两种类型的发射药制备工艺都经过干燥原材料、捏合、出料、预压、挤压成型、晾、切药、驱溶、烘干等步骤，不同点在于工艺参数不同。GAP-ETPE 发射药和 RDX发射药所用溶剂类型不同，前者所用溶剂为丙酮/四氢呋喃（THF），后者所用溶剂为醇/丙酮；捏合时间不同，捏合时间需根据药料捏合时的具体情况决定是否反转、开盖以及是否增加溶剂量；挤压成型时压力不同，为挤压药料密实，又不含气泡且表面光的发射药，挤压时压力的大小至关重要等。.3.4.2 溶剂类型的选择溶剂选择是一项复杂的工作，可遵循两点指导性原则，分别为极性相似原则以及溶参数原则。混合溶剂的溶解性能往往大于单一溶剂的溶解性能，根据 Hansen 公式

图 3.15 为 RDX 的 DSC 曲线，由图可知，曲线在 204℃处出现了尖锐的吸热峰，且着升温速率的增大吸热峰更加明显，该吸热峰为 RDX 的熔融峰。比较 NC、TEGDN、AP-ETPE 的 DSC 曲线可知，只有 RDX 存在明显的吸热峰。因此，29#、30#、31#、2#、33#号发射药在相近位置同样出现了峰形较小的吸热峰是 RDX 的吸热熔融峰，因发射药中 NC、TEGDN 的分解放热峰与 RDX 的吸热熔融峰较接近，RDX 熔融所吸收热量与 NC、TEGDN 分解释放的热量相抵消，导致吸热峰变小，甚至在低升温速率的况下吸热峰消失。表 3.4DSC 数据显示，29#、30#、31#、32#、33#号发射药的 TP0分别是 202.69℃、04.42℃、201.08℃、200.41℃、201.46℃，且 29#、30#的 TP0大于其他三个配方的发射，说明前者发射药的安定性优于后者。因为 TEGDN 在 100℃下加热，第一个 48h 和二个48h分别失重1.8%、1.6%，连续加热100h不发生爆炸，且其分解峰温为215.68℃[76]，安定性优于NC。当加入TEGDN，减少NC含量时会提高发射药的安定性。而且TEGDN热分解会影响发射药的热分解。图 3.16 为 TEGDN 的热分解机理：
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐翠明;陈晓旭;王君;胡艳飞;;几种硝铵类炸药在外电场作用下分子的静电火花感度和它们电子性质的关系[J];四川大学学报(自然科学版);2013年02期

2 中国工程物理研究院化工材料研究所压装PBX设计与应用团队;;含能快递[J];含能材料;2017年07期

3 闫勇勇;高永亮;;含防爆剂农用硝酸铵的感度研究[J];应用化工;2007年03期

4 ;简讯[J];化学推进剂与高分子材料;2017年05期

5 叶志文,吕春绪,周新利;膨化硝酸铵的感度特征研究[J];火炸药学报;2002年03期

6 ;硝胺的静电火花感度与爆速的关系(英文)[J];含能材料;1999年04期

7 李志敏;周铭锐;张同来;周遵宁;杨利;张建国;;斯蒂芬酸铅的静电危险性研究[J];兵工学报;2013年08期

8 郭亚婷;徐旭冉;潘峰;钱华;李万明;;TATP和DADP的安全性能研究[J];刑事技术;2017年02期

9 Svatopluk ZEMAN;多硝基化合物的静电火花感度与热分解参数的关联(英文)[J];含能材料;2000年01期

10 田龙;吴晓青;郑主宜;郑静;李梦华;;粒度对炸药感度影响的研究进展[J];四川化工;2013年01期

相关博士学位论文 前10条

1 李宁;基于含能热塑性弹性体的高能发射药研究[D];南京理工大学;2013年

2 菅晓霞;发射药用热塑性弹性体的研究[D];南京理工大学;2009年

3 蔡昇;废弃火炸药制造小粒药和民用特种炸药的研究[D];南京理工大学;2003年

4 堵平;低温感发射药包覆层、包覆界面特性研究[D];南京理工大学;2005年

5 徐皖育;高能量高强度发射药研究[D];南京理工大学;2006年

6 洪俊;伴随挤压破碎的发射药床散粒体系统动力学仿真研究[D];南京理工大学;2007年

7 任福德;几种炸药在外电场中感度的理论研究[D];中北大学;2016年

8 李志敏;起爆药静电响应规律与安全设计[D];北京理工大学;2014年

9 赵军;一种新型发射药燃烧性能测试和内弹道数值计算方法研究[D];南京理工大学;2011年

10 卞成明;C-N联接的与稠合的三氮唑类含能离子盐的合成与性能[D];北京理工大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 王亚微;高能低敏感发射药安定性与安全性研究[D];中北大学;2018年

2 周文韬;超细粉体静电特性实验与危害防范研究[D];南京理工大学;2015年

3 刘丽平;含能热塑性弹性体的合成及其在发射药中应用研究[D];南京理工大学;2015年

4 黄小锐;硝化细菌纤维素（NBC）基复合含能材料流变学性能研究[D];西南科技大学;2018年

5 高郑;小颗粒发射药包覆工艺及燃烧性能研究[D];南京理工大学;2017年

6 韩屹湛;多孔发射药力学特性实验研究与数值仿真[D];南京理工大学;2016年

7 任鹏亮;球扁发射药连续工艺安全性评价[D];中北大学;2016年

8 吴银秀;双基发射药及其组分的结构与性能研究[D];南京理工大学;2013年

9 王艳宾;多孔切口杆状发射药燃烧性能研究[D];南京理工大学;2010年

10 于占龙;PNP的合成及应用[D];华北工学院;2003年

本文编号：2862313