无氯TATB的合成及其热分解动力学

为解决传统TATB合成中氯杂质的影响,以间苯三酚为原料,经过五氧化二氮硝化、甲基化和氨气氨化得到TATB,综合收率为92%,用核磁共振光谱、红外光谱和质谱等进行了表征.采用有机溶剂法精制获得高纯度无氯TATB,收率75%.用DSC及TG分析了TATB的热性能,根据Ozawa公式计算出TATB的热分解活化能和指前因子分别为135.28 kJ/mol和2.340×10~9 s~(-1).     

高分子粘合剂在炸药表面上的吸附量研究

通过不同的实验方法对不同工艺条件下高分子粘合剂丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）在三氨基三硝基苯（TATB）炸药表面上的吸附量进行了定量和定性的研究。结果表明,吸附量随温度的升高而降低;溶剂性质和吸附剂的比表面积是影响吸附量的重要因素,AS在相对不良溶剂中的吸附量大于相对良溶剂中的吸附量;吸附剂的比表面积越大,吸附量越大。     

亚微米TATB除酸方法比较

分别采用超声波震荡、加热下介质处理、稀碱处理等方法研究亚微米超细TATB夹杂酸的脱除.结果表明,超声波震荡法不利于亚微米TATB晶间酸的去除,有利于防止超细TATB粒子聚集;稀碱处理法能迅速降低细化料液的酸值,但仍不能有效去除晶体间夹杂酸,且处理后超细TATB样品灰分含量高;加热条件下有利于去除亚微米TATB晶间酸,却会造成亚微米TATB粒子团聚;以DMSO/水为介质,在加热条件下处理亚微米超细TATB样品,可控制pH值和粒度在许可范围.     

苯乙烯共聚物改性TATB基PBX的抗热冲击性能

为改善TATB基高聚物粘结炸药(PBX)的抗热冲击性能,采用苯乙烯共聚物对TATB基PBX进行改性。分析了TATB基PBX及其苯乙烯共聚物改性配方的拉伸力学性能及热物理性能,并对改性前后配方的抗热冲击性能进行了比较。采用Agari串联模型对TATB基PBX及其苯乙烯共聚物改性配方的导热行为进行了模拟。结果表明,加入高玻璃化转变温度和高力学强度的苯乙烯共聚物可以明显提高TATB基PBX的拉伸强度和弹性模量,同时降低线膨胀系数和导热系数。理论预测模型和试验数据吻合良好。添加质量分数为1%的苯乙烯共聚物后,常温下TATB基PBX的抗热应力因子由10.72 W·m~(-1)提高到13.16 W·m~(-1)。随着温度升高,TATB基PBX的抗热冲击性能逐渐下降。在玻璃化温度范围转变范围(323~343 K),TATB基PBX的抗热应力因子显著降低。加入苯乙烯共聚物可以抑制323~343 K温度范围内TATB基PBX的抗热应力因子的下降程度。     

两种TA TB的热膨胀研究

为了优化三氨基三硝基苯（TATB）为基的混合炸药配方,研究了碳酸铵法所得细颗粒TATB（F-TATB）和氨气法所得粗颗粒TATB（L-TATB）在热循环作用下产生的膨胀。对比测试了F-TATB和L-TATB的物化性能,采用室温→－40℃→75℃→室温的高、低温度热循环试验方法,获得了两种TATB压制药柱（30 mm ×5 mm）经过热循环试验后的膨胀参数,结果表明：热循环作用下两种TATB均产生了不可逆尺寸长大且随着循环次数增加药柱尺寸趋向恒定,首次热循环试验后L-TATB的膨胀率大于F-TATB;试验还发现L-TATB的总膨胀率小于F-TATB,这表明L-TATB较F-TATB更快趋于尺寸稳定。     

TATB表面包覆高能硝胺发射药的性能研究

为了改善高能硝胺发射药的燃烧性能,且不降低其总能量,将低能炸药TATB加入硝胺药中作为包覆剂对高能硝胺发射药进行包覆处理;通过爆热、密闭爆发器和12．7mm机枪内弹道试验,研究了包覆发射药的能量性能、静态燃烧性能和内弹道性能;结果表明：包覆样品CF-1能量与高能硝胺药相当,且表现出较强的燃烧渐增性,对比高能硝胺药,包覆样品CF-1弹丸初速提高了5％,且具有低温度系数效果。     

TATB基高聚物粘结炸药高温力学性能

为分析TATB基高聚物粘结炸药(PBX)在高温状态下的性能变化,对该高聚物粘结炸药在不同温度下的压缩性能、拉伸性能、蠕变性能及泊松比进行了测试,并采用扫描电子显微镜对其高温蠕变断面形貌进行了观察。结果表明,该高聚物粘结炸药的压缩强度、拉伸强度、抗蠕变持久应力及持久时间均随温度升高而降低,其泊松比随温度升高无明显变化; 在高温70 ℃、拉伸应力为3 MPa下,该PBX拉伸蠕变破坏模式主要为炸药颗粒与粘结剂脱粘,而在相同拉伸应力、温度为50 ℃和60 ℃下,其拉伸蠕变破坏模式还表现为炸药颗粒断裂。     

F2311含量对TATB基PBX蠕变性能的影响

以TATB基高聚物粘结炸药(PBX)为原配方,制备了含氟弹性体(F2311)含量分别为0.05%、0.1%、0.2%、0.4%的4种改性配方,采用动态力学分析仪研究了F2311对PBX的三点弯曲蠕变性能影响。结果发现,加入0.4%的F2311使TATB基PBX的抗蠕变性能下降,减少F2311含量有利于提高其抗蠕变性能。含0.05%F2311的改性配方PBX在60℃/6 MPa下的蠕变应变略低于原配方。研究同时采用六元件模型对TATB基PBX及其改性配方的蠕变行为进行模拟。得到了蠕变曲线的本构方程,理论预测模型和试验数据吻合良好。根据时温等效原理,获得了TATB基PBX及其改性配方在参考温度30℃下的蠕变柔量主曲线,结果表明含0.05%F2311的TATB基PBX改性配方的长期抗蠕变性能优于原配方PBX。     

Studies on Advanced RDX/TATB Based Low Vulnerable Sheet Explosives with HTPB Binder

Hydroxyl‐terminated polybutadiene (HTPB) based sheet explosives incorporating insensitive 1,3,5‐triamino‐2,4,6‐trinitrobenzene (TATB) as a part replacement of cyclotrimethylene trinitramine (RDX) have been prepared during this work. The effect of incorporation of TATB on physical, thermal, and sensitivity behavior as well as initiation by small and high caliber shaped charges has been determined. Composition containing 85% dioctyl phthalate (DOP) coated RDX and 15% HTPB binder was taken as control. The incorporation of 10–20% TATB at the cost of RDX led to a remarkable increase in density (1.43→1.49 g cm⁻³) and tensile strength (10→15 kg cm⁻²) compared to the control composition RDX/HTPB(85/15). RDX/TATB/HTPB based compositions were found less vulnerable to shock stimuli. Shock sensitivity was found to be of the order of 20.0–29.2 GPa as against 18.0 GPa for control composition whereas their energetics in terms of velocity of detonation (VOD) were altered marginally. Differential scanning calorimeter (DSC) and thermogravimetry (TG) studies brought out that compositions undergo major decomposition in the temperature region of 170–240 °C.     

Chemical Kinetic Modeling of HMX and TATB Laser Ignition Tests

Recent high-power laser deposition experiments on octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX) and 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB) produced ignition times from milliseconds to seconds. Global chemical kinetic thermal decomposition models for HMX and TATB developed to predict thermal explosion experiments lasting seconds to days are applied to these laser ignition experimental data. Excellent agreement was obtained for TATB, while the calculated ignition times were longer than experiment for HMX at lower laser fluxes. Inclusion of HMX melting and faster reaction for liquid HMX in the HMX decomposition model improved the agreement with experiment at lower laser energies.