高能发射药表面钝感技术研究

摘要

为解决高能发射药表面钝感技术问题，基于发射药主要组份硝化棉中剩余羟基可以参与化学反应的原理，成功设计了多种新型表面钝感剂前驱体，试验分析了它们用于发射药表面钝感处理的可行性，选择太根发射药和双基发射药为对象进行了表面钝感处理，研究了钝感发射药的燃烧性能和长贮稳定性，使用新方法测试了钝感剂的浓度分布。主要研究结果如下: 六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4，4，-二甲苯基二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)都可以与硝化棉中未酯化羟基交联反应，但反应活性依次降低;加入二丁基二月桂酸锡(DBTL)催化剂能明显提高交联反应速率;红外光谱跟踪结果表明，在DBTL催化剂占硝化棉质量分数为2％的条件下，HDI和硝化棉在6h内能够完全反应;热分析显示MDI和硝化棉交联反应产物的热分解温度较纯硝化棉提高了48℃。 烷氧基钛和烷氧基铝化合物能够使硝化棉溶液瞬间凝胶，反应速率较大;烷氧基硅和烷氧基硼化合物与硝化棉交联没有观察到明显的凝胶化现象，反应速率较小。溶解实验和控制变量实验表明，硝化棉凝胶化现象是烷氧基元素有机化合物与硝化棉上的未酯化羟基发生了交联反应。红外光谱表征结果表明烷氧基铝原料容易吸潮;热分析结果表明，有机钛硝化棉凝胶的热稳定性较差、有机铝硝化棉凝胶热稳定性较好、有机硼硝化棉凝胶中生成了硼酸。 有机硅钝感剂前驱体的沸点对钝感工艺结果有较大影响，但沸点超过300℃后该影响不再明显。采用苯胺丙基三甲氧基硅作为钝感剂前驱体制备的钝感样品ZT12-DG8和2，4-二硝基苯胺丙基三乙氧基硅作为钝感剂前驱体制备的钝感样品SJ-DG6，获得了较好的钝感效果;有机铝中异丙醇铝和三种螯合型钝感剂前驱体与发射药的物理相容性较差，没有得到预期的钝感效果。 55℃60d热加速老化实验考核结果表明，采用2，4-二硝基苯胺丙基三乙氧基硅作为钝感剂前驱体制备的钝感样品SJ-DG6整体颜色发生很大变化，分析原因可能是该钝感剂前驱体与发射药组分的相容性较差。采用苯胺丙基三甲氧基硅作为钝感剂前驱体制备的钝感样品ZT12-DG8，热加速老化30d后燃烧性能有一定的变化，热加速老化30d至60d时间段内燃烧性能基本不变，长贮前后的钝感剂浓度分布曲线显示样品ZT12A-DG8中钝感剂有少量向内迁移，分析认为主要原因是钝感处理过程中驱溶反应工艺条件不够合理，部分钝感剂前驱体没有完全反应形成大分子，导致其在老化过程中继续向内迁移，但后期反应完全后不再变化。

目录

声明

摘要

1引言

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．3本文研究的主要内容

2钝感剂前驱体设计与可行性试验研究

2．1钝感剂前驱体的设计与选择

2．2异氰酸酯和硝化棉的交联反应

2．3烷氧类元素有机化合物和硝化棉的交联反应

2．4本章小结

3高能发射药表面钝感试验研究

3．1有机硅钝感发射药试验研究

3．2有机铝钝感发射荮试验研究

3．3本章小结

4表面钝感高能发射药的长贮稳定性研究

4．1热加速老化实验

4．2燃烧性能

4．3钝感剂浓度分布测试

4．4本章小结

5结论和展望

5．1结论

5．2展望

致谢

参考文献

附录