高能发射药温法钝感技术研究

摘要

为改善新型高能叠氮硝胺发射药(DA药)的燃烧规律，研究了新的表面钝感处理技术。针对DA药中增塑剂含量高(＞35％)的特点，采用小分子钝感剂前躯体渗入发射药表层形成浓度梯度，后期钝感剂前躯体与DA药组分发生交联反应形成网络结构大分子，提高钝感剂在发射药中的抗迁移性，有效地解决了高增塑剂含量DA药的表面钝感技术问题。采用湿法钝感处理工艺对DA药进行表面钝感处理，通过密闭爆发器实验和热加速老化实验分别研究钝感药的燃烧性能和长储稳定性;通过差示扫描量热实验(DSC)和显微镜实验检测钝感剂与DA药的相容性和安定性;通过红外和热失重实验检测了钝感剂结构;通过紫外分光光度法检测钝感剂浓度。结果表明:
　　 (1)以1，3-偶极环加成反应为指导，设计并合成了多炔基化合物均苯三甲酸丙炔醇酯(TPTM)和多异氰酸丙炔醇酯(NPA)为DA药钝感剂前躯体。研究TPTM与DIANP的反应活性，无论DIANP以单体还是在DA药中组分的形式出现，两者均能发生固化反应，反应温度可低至50℃，当质量比为1:1时，反应完全，生成交联网状结构产物聚三唑。聚三唑与DA药有良好的物理和化学相容性，且混合体系安定性增强。
　　 (2) TPTM钝感DA药的适宜工艺条件为:60℃在水相中钝感1h，后期在60℃烘箱中反应24h。以传统高分子钝感剂聚己二酸丙二醇酯(PPA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为对比钝感剂，与TPTM钝感DA药的性能进行对比。PVP钝感药基本没有钝感效果;PPA钝感药有良好的燃烧渐增性，但能量损失较大，表面性能和点火性能较差;TPTM钝感药具有良好的燃烧渐增性，能量变化不大，点火性能良好，综合性能最好。TPTM和NPA钝感药热加速老化前后燃烧性能基本没有发生变化，钝感药的长储稳定性较好，说明多炔基化合物是一类适合于DA药钝感处理的钝感剂前躯体材料。
　　 (3)对TPTM钝感DA药的钝感层厚度进行了理论计算和实际测量，实际值与理论值均在0.2mm～0.25mm左右，且老化前后钝感层厚度基本不变。钝感剂结构的测试结果表明钝感剂与聚三唑是同一个物质。紫外分光光度法测定钝感前后DA药中DIANP含量，经换算得到TPTM的吸附量为2.3％，与称量所得结果一致。

目录

声明

摘要

主要符号表

1 引言

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 钝感剂

1．2．2 钝感工艺

1．2．3 钝感发射药的性能表征

1．2．4 钝感剂浓度及浓度分布表征

1．3 论文主要研究内容

2 钝感剂设计及其适用性研究

2．1 钝感剂的设计与选择

2．2 钝感剂前躯体的制备及其表征

2．2．1 TPTM的合成与表征

2．2．2 NPA的制备与表征

2．3 TPTM与DIANP的反应活性研究

2．3．1 TPTM与DIANP单体的反应活性研究

2．3．2 TPTM与DA发射药的反应活性研究

2．4 钝感剂与发射药的相容性和安定性研究

2．4．1 实验方法

2．4．2 化学相容性和安定性实验结果

2．4．3 物理相容性实验结果

2．5 本章小结

3 钝感实验及钝感效果表征

3．1 钝感工艺及钝感效果表征方法

3．1．1 钝感工艺方法

3．1．2 钝感效果表征方法

3．2 钝感工艺研究

3．2．1 钝感工艺条件实验

3．2．2 钝感工艺条件的确定

3．3 TPTM与传统高分子钝感剂的钝感实验研究

3．3．1 钝感实验方案

3．3．2 钝感实验过程

3．3．3 钝感药的燃烧性能

3．3．4 钝感发射药热加速老化性能

3．4 NPA钝感实验研究

3．4．1 钝感样品的制备

3．4．2 燃烧性能试验结果分析

3．5 本章小结

4 钝感发射药钝感层及钝感剂浓度初步研究

4．1 钝感层厚度及结构分析

4．1．1 钝感层厚度的理论计算分析

4．1．2 钝感层厚度的测试分析

4．1．3 钝感层结构表征

4．2 钝感剂浓度测试初探

4．2．1 基本原理和方法

4．2．2 测试结果分析

4．3 本章小结

5 结论

致谢

参考文献

附录