聚多巴胺改性的CL-20和FOX-7炸药力学性能及热稳定性

摘要

炸药的热稳定性及力学性能已成为影响武器装备安全性的重要因素。为提高六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)和1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)炸药的热稳定性及高聚物黏结炸药(PBX)的力学性能,基于多巴胺(DA)氧化自聚合反应包覆CL-20和FOX-7炸药晶体。采用扫描电子显微镜(SEM)、热分析仪(TG/DSC)、动态力学分析仪(DMA)、接触角测量仪、激光粒度仪、高效液相色谱(HPLC)、BAM撞击感度仪、红外吸收光谱仪、万能材料试验机等,对表面改性颗粒的形貌结构、粒径、包覆含量、感度、热分解性能及其制备的PBX力学性能进行测试。结果表明,多巴胺能在含能晶体表面形成很好的聚多巴胺(PDA)包覆层,通过调控聚合时间可以获得不同的表面包覆形态;同时,PDA还能改善炸药晶体的界面性质,有利于黏结剂的均匀分布;PDA包覆抑制CL-20的转晶,提高CL-20的活化能,提升热稳定性。力学性能表明,CL-20基PBX的巴西强度和压缩强度都得到提高,最高分别提升了34.27%、10.21%;FOX-7基PBX的巴西强度和压缩强度也都得到提高,最高分别提升了40.44%和11.92%,且包覆后,试样的延伸率均有所提升。另外,表面包覆PDA后,两种炸药的蠕变得到明显抑制,抗蠕变性能改善。