黏结剂对RDX/Al复合含能材料的性能影响

为了研究不同黏结剂对RDX/Al复合含能材料性能的影响,分别以氟橡胶(F_(2602))、热塑性聚氨酯(Estane5703)和硝化棉(NC)为黏结剂,利用喷雾干燥法制备了3种含有不同黏结剂成分的黑索今(RDX)/Al复合含能材料。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter, DSC)对样品的形貌、表面元素、结构和热分解特性进行了表征;采用12型工具法测试了样品的撞击感度。结果表明:以F_(2602)为黏结剂制备的样品表面光滑,颗粒密实,表面有大量F元素且Al元素含量最少,包覆黏结效果最好;使用3种黏结剂制备的样品晶型未发生改变;使用F_(2602)、Estane5703和NC制备的样品热爆炸临界温度较RDX分别降低了6.17、0.81、6.24 K,说明铝粉的加入提高了RDX的热分解活性;以F_(2602)为黏结剂制备的样品特性落高较RDX提高了68.3 cm,撞击感度最低。     

CL-20/Estane微球制备及其表征

利用溶液悬浮法和微凝胶分散性好的特点,以Estane作为粘结剂,CL-20为主体炸药,制备了CL-20/Estane复合炸药,并对其进行SEM、XRD、DSC以及撞击感度性能测试。结果表明Estane可以成功包覆在CL-20表面,所得颗粒为类球形小微球,粒径在50mm 左右。包覆后晶型仍为ε型,包覆后样品与细化的CL-20相比热爆炸临界温度提升了1.52℃,活化能提高了7.19 kJ.mol_-1,并且其撞击感度明显降低,特征落高(H₅₀)由细化CL-20的20.79cm增加到30.64cm,H₅₀数值提高了47%。     

六硝基六氧杂异伍兹烷/Estane微球制备及其表征

利用溶液悬浮法和微凝胶分散性好的特点,以Estane作为粘结剂,CL-20为主体炸药,制备了CL-20/Estane复合炸药;并对其进行SEM、XRD、DSC以及撞击感度性能测试。结果表明Estane可以成功包覆在CL-20表面,所得颗粒为类球形小微球,粒径在50μm左右。包覆后晶型仍为ε型,包覆后样品与细化的CL-20相比,热爆炸临界温度提升了1.52℃,活化能提高了7.19 k J·mol~(-1),并且其撞击感度明显降低,特征落高(H50)由细化CL-20的20.79 cm增加到30.64 cm,H50数值提高了47%。     

F2604-2和DOS对HMX机械感度的影响研究

为降低工业级HMX的机械感度,采用氟橡胶(F2604-2)和癸二酸二异辛酯(DOS)作为钝感剂,对工业级HMX进行表面包覆。表面能计算表明F2604-2和DOS等材料能够包覆工业级HMX,通过SEM、XPS和机械感度表征样品的包覆情况。结果表明,氟橡胶和DOS两种包覆材料对HMX机械感度的影响存在较大差异;氟橡胶可使HMX的撞击感度的特性落高由16.8 cm升高至34.1 cm,而摩擦感度由86%降低到44%;DOS可使HMX的撞击感度由16.8 cm升高至95.7 cm,而摩擦感度由86%降低到0,降感效果更好。     

HTPB/HMX复合粒子的制备及其机械感度研究

为了降低奥克托今(HMX)的机械感度,以端羟基聚丁二烯(HTPB)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为包覆材料,采用相分离法对HMX颗粒进行了表面包覆,制备了HTPB/HMX复合粒子.采用SEM和XPS对包覆样品进行表征,对包覆前后样品的机械感度进行测试和对比.探讨了包覆工艺对包覆效果和机械感度的影响,并分析了包覆机理和钝感机理.结果表明,当用HTPB和TDI同时包覆时,样品易出现大块粘连,摩擦感度降低,而撞击感度不降反升.经1%(质量分数)HTPB包覆后,HMX的摩擦爆炸概率P由100%降至46%,特性落高H50由32.5 cm降至28.6 cm.而先用HTPB包覆再用TDI包覆时,样品的流散性良好,包覆层均匀,机械感度明显降低;当HTPB的包覆量为1%时,H50可升高到45.7 cm,P可降至32%.     

纳米Al/Cr2O3/ETN复合含能材料的制备与表征

采用溶胶-凝胶法,以1,2-环氧丙烷作为Cr(Ⅲ)离子的水解促进剂,温和条件制备了Al/Cr_2O_3/ETN湿凝胶,超临界干燥后得到Al/Cr_2O_3/ETN纳米复合物。讨论了氯化铬初始浓度、溶剂选择、环氧丙烷用量和初始p H值对体系温度和p H的影响,确定了最佳工艺。利用TEM、SEM、BET、EDS、IR、DSC和感度测试对Al/Cr_2O_3/ETN纳米复合物的形貌、结构、热分解性能和机械感度进行了表征。结果表明,纳米Al的表面被粒径约20 nm的纳米ETN和Cr_2O_3的小粒子致密包覆,形成纳米复合物,其比表面积为290.8 m2·g-1,IR图谱中有明显的硝酸酯基炸药的特征峰。DSC分析表明,ETN在63.4℃出现熔化峰,194.3℃出现分解放热峰。感度测试结果表明,复合物的撞击感度和摩擦感度只有53 cm、46%,所以此复合物的感度较低。     

CL-20/NQ复合含能微球的制备及其表征

为了降低CL-20感度,采用喷雾结晶工艺将钝感炸药NQ包覆在CL-20表面,制备CL-20/NQ复合含能微球。使用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X-射线衍射(XRD)、撞击感度仪对其形貌、热稳定性、晶型、撞击感度进行测试分析。结果表明:NQ呈球体团聚,并成功地包覆在CL-20表面,所得CL-20/NQ复合颗粒为球形,粒径约为20μm,包覆后CL-20晶型保持为ε型,与CL-20原料相比,CL-20/NQ复合含能微球的活化能提高了72.62 k J/mol,热稳定性大大提升,撞击感度与CL-20原料、CL-20/NQ简单混合物相比,特性落高分别提升32.65 cm、10.9 cm,机械感度降低。     

超细HNS/ANPZO混晶炸药的制备和性能研究

为提高超细HNS的能量输出,本文以重结晶法提纯后的HNS为原料,通过溶剂/非溶剂法制备超细HNS/ANPZO混晶炸药,并对其进行了形貌结构表征及性能研究。结果表明,HNS与ANPZO之间形成了分子间氢键,HNS与HMX质量比为67∶33时,起爆电压为1.5 k V,5 kg落锤时,撞击感度为31.40 cm,装药密度为1.615 g/cm~3时,爆速为7 048 m/s,比纯超细HNS爆速提高273 m/s,是一种感度适中,能量输出较高,有应用前景的冲击片雷管装药。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物与奥克托今复合物性能研究

为了研究2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)对奥克托今(HMX)机械感度的影响,利用结晶包覆法制备了ANPyO/HMX复合物,并与混合法制备的样品进行比较。利用扫描电镜、激光粒径分析、热重分析法、差示扫描热分析、机械感度和爆速测试方法研究了2种样品的结构和性能。结果表明:结晶包覆法制备样品中ANPyO对HMX的包覆效果比混合法好,样品的平均粒径均在HMX与ANPyO粒径之间,分布更均匀;热分解峰峰温均低于HMX,而高于混合法样品50.3℃;机械感度低于HMX,且下降更显著。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物与奥克托今复合物性能研究

为了研究2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)对奥克托今(HMX)机械感度的影响,利用结晶包覆法制备了ANPyO/HMX复合物,并与混合法制备的样品进行比较。利用扫描电镜、激光粒径分析、热重分析法、差示扫描热分析、机械感度和爆速测试方法研究了2种样品的结构和性能。结果表明:结晶包覆法制备样品中ANPyO对HMX的包覆效果比混合法好,样品的平均粒径均在HMX与ANPyO粒径之间,分布更均匀;热分解峰峰温均低于HMX,而高于混合法样品50.3℃;机械感度低于HMX,且下降更显著。