表面接枝GAP改性超细铝粉的制备与性能（英）

用二异氰酸酯作桥,通过—OH和—NCO基团间的连串缩合反应,经过接枝含能端羟基叠氮缩水甘油醚(GAP),改性了超细(1~2 μm)铝粉表面。研究了接枝GAP铝粉的表面性质,与含氟粘结剂的相容性及70 ℃水中稳定性。结果表明,接枝前后的铝粉表面静态水滴接触角分别为0~25.7°和 109.9°,表面接枝后,铝粉表面性质从亲水改变为疏水。接枝GAP的铝粉与含氟粘结剂有更好的相容性。在70 ℃水中15 min后,未经处理的铝粉有39.8%的活性铝被氧化,而经过GAP接枝改性的铝粉在70 ℃水中60 min后只有1.4%的活性铝被氧化,显示接枝GAP的铝粉可有效保护铝粉在苛刻的热水条件下不被氧化。     

超细铝粉燃烧性能研究

研究了四种粒度的铝粉在四组元（ＨＴＰＢ／ＨＭＸ／ＡＰ／Ａｌ）推进剂中的燃烧特性。实验结果表明，超细铝粉可减轻在燃面的凝聚程度，其燃烧性能明显优于粗铝粉。因此，在推进剂中合理使用超细铝粉，可以提高燃烧效率，对配方研制具有十分重要的意义。     

BTF-DNAN共晶炸药制备与性能（英文）

采用溶剂挥发方式制备出苯并三氧化呋咱(BTF)和2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)以2∶1(摩尔比)结合形成的新型共晶炸药。BTF-DNAN共晶的结构通过单晶衍射表征,同时研究了共晶撞击感度。结果表明,BTF-DNAN共晶属于单斜晶系,P21/c空间群。共晶的撞击感度特性落高H_(50)大于112 cm,较单组分BTF,显著降低了撞击感度。     

含能铝粉表面改性技术研究进展

铝粉作为常用的含能材料已经在推进剂、火炸药中广泛应用,但其也存在易氧化、易团聚等劣势,导致能量密度降低、点火温度升高、燃速降低等缺点。针对不同的应用需求,采取不同的方式对铝粉表面进行改性、优化能量释放效果是当前国内外研究的热点。本文根据材料在铝粉能量释放时的作用机制,综述了国内外利用含能材料、含氟聚合物、金属氧化物、惰性聚合物、小分子有机物、单质材料六类材料对铝粉表面进行改性的方法和产物性能特点,对不同改性方法的应用场景进行了分析,并展望了铝粉表面改性技术的发展方向：利用含氟聚合物对表面进行初步改性,并进一步利用金属氧化物、含能材料等制备性能更为全面、可调控的复合铝粉,如硝化棉负载n-Al@PVDF等,将是未来一段时间的重点发展方向。     

铝粉含量对GAP钝感推进剂性能的影响

以铝粉含量为5％、10％、15％和18％的缩水甘油叠氮聚醚(GAP)推进剂配方为研究对象,采用力学拉伸试验机、动态热机械分析仪(DMA)和模拟计算软件等,分析了铝粉含量对推进剂力学性能、界面性能、燃烧性能、安全性能、能量性能和密度等的影响.结果表明,以30μm铝粉代替320μm AP,随铝粉含量的提高,推进剂的最大抗拉强度和最大伸长率逐渐增大,界面性能得到进一步改善;推进剂在3～9 MPa下的静态燃速并未发生明显变化但压强指数由0.43降低至0.40.配方中铝粉含量为5％和18％的推进剂危险等级均达1.3级,其中铝粉含量为18％的推进剂配方的撞击和摩擦感度分别为0％和44％,低于铝粉含量为5％的配方(分别为4％和48％);软件模拟计算表明,铝粉加入量的提高使推进剂的能量和密度均呈上升趋势,但推进剂的标准比冲提升趋势趋于平缓.     

超细铝粉对NEPE推进剂燃烧性能的影响

采用多种实验技术研究了级配铝粉（含超细）在NEPE推进剂中的燃烧特性,实验结果表明采用含超细的级配铝粉可以有效地改善NEPE推进剂的燃烧性能,提高铝燃烧效率。其原因在于超细铝粉有不同于普通铝粉的燃烧与热化学行为,它倾向于单颗粒燃烧,并且能大幅度提高推进剂热分解放热量。     

超细LLM-105短脉冲起爆特性（英文）

为了研究超细LLM-105炸药的短脉冲起爆特性,设计了两种参数的飞片起爆系统,在对两种飞片系统驱动飞片速度分析的基础上,采用较佳匹配系统进行了超细LLM-105炸药的发火阈值测试。试验结果表明:两种飞片系统中飞片速度随着输入起爆电流的增加而增加,但是大尺寸飞片对输入电流的变化更加敏感;在相同起爆条件下,大尺寸飞片获得的最大速度一致性较差,这与尺寸增加,受空气阻力影响更明显有一定关系;采用飞片速度较高的飞片系统进行超细LLM-105炸药起爆阈值测试,得到超细LLM-105炸药的50%发火阈值电流为2.14kA,与HNS-Ⅳ相差不大。由此表明,超细LLM-105炸药作为冲击片雷管始发药应用是可行的,即能满足冲击片雷管钝感化要求,又不会对引爆系统的能量提出过高的要求,符合目前冲击片雷管低能、钝感的发展趋势。     

硼铝金属化炸药的制备及性能表征（英文）

以奥克托今(HMX)为基,加入氧化剂高氯酸铵(AP)、硼铝复合粉和粘结剂端羟基聚丁二烯(HTPB),设计和制备硼铝金属化炸药。用扫描电子显微镜(SEM)观测了硼粉、铝粉及硼铝复合粉的外观形貌;用热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析了奥克托今(HMX)和高氯酸铵(AP)对硼铝粉热氧化特性的影响,对硼铝粉的反应动力学机理进行了深入了解;为掌握金属化炸药对各种外界能量刺激的安全性以及传播爆轰波的能力,测试了硼铝金属化炸药的撞击感度、摩擦感度、电火花感度、雷管起爆感度和起爆特性。结果表明,硼铝复合粉中,球形Al粉的表面有许多小颗粒的硼粉;在室温~1000℃范围和N2气氛下,虽然压力对HMX和AP的热分解峰温有影响,但是,Al粉和B粉仅发生部分氧化,不能燃烧;硼铝金属化炸药的撞击感度为60%~80%,摩擦感度均为100%,电火花感度为3.83~6.40 kV,可以用8#工业雷管直接起爆,表明无粘结剂的硼铝金属化炸药感度较高,使用钝化HMX和AP后其感度明显降低,添加聚氨酯粘结剂后其感度进一步下降,当聚氨酯粘结剂含量为20%时,HMX基硼铝金属化炸药的撞击感度小于10%,摩擦感度小于30%,显示能满足混合炸药制备及加工工艺的安全要求;此外,直径Φ50 mm的硼铝金属化炸药可以用8#工业雷管直接起爆,能稳定传播爆轰波,表现出较强的后效做功能力     

GAP的合成与化学改性研究进展

聚叠氮缩水甘油醚（GAP）的燃烧热高、燃烧温度低、热稳定性好、燃气洁净以及与氧化剂相容性好,是传统惰性黏合剂端羟基聚丁二烯（HTPB）的有利替代品之一,在高能推进剂配方中广泛使用,但其分子链中存在大体积极性叠氮侧基,阻碍了分子链的运动,降低了主链的柔韧性,导致其力学性能尤其是低温力学性能较差。化学改性可以较好地调节GAP的性能,引起了国内外含能材料研究者们广泛关注。本文详细阐述了一步法、两步法GAP的合成工艺;论述了各种GAP的化学改性方法,阐明了不同结构与性能的关系,分析了存在的问题和不足,展望了未来开发可控易行、绿色环保的高分子量GAP合成策略、性能研究方法以及在高能热塑性弹性体方面的应用前景。     

疏水纳米SiO_2改性鳞片石墨的流动性及红外干扰性能（英文）

为研究疏水纳米SiO_2改性鳞片石墨的分散性能和红外干扰效能,采用粉体特性测试仪测定了改性前后鳞片石墨粒子的流动性。采用气流分散的方式将鳞片石墨粒子分散在烟幕箱中形成烟幕。测试了烟幕的质量浓度和红外光谱透过率。依据搅拌沉降模型,计算得到了烟幕的沉降速度。结果表明,用质量分数为4.0%的疏水纳米SiO_2改性鳞片石墨的Carr流动性指数最高,达到了61,同时鳞片石墨粒子的沉降速度也从改性前的2.288×10-3m·s~(-1)降至改性后的1.125×10-3m·s~(-1),形成的烟幕在3~5μm和8~12μm波段的平均红外光谱透过率也分别从0.3895%和0.7288%降为0.072%和0.176%。疏水纳米SiO_2对鳞片石墨表面的物理修饰,有效改善了鳞片石墨粒子的流动性和分散性能,显著提高了鳞片石墨形成烟幕的留空持续时间和红外干扰性能。     

超细HNS/HMX混晶的制备与性能

为提高超细六硝基茋HNS(HNS-Ⅳ)输出能量,采用溶剂/非溶剂法制备超细HNS/HMX混合晶体,并进行形貌表征及性能研究.结果表明: 混晶中的HMX细化晶体依然为β型,并被HNS超细粒子包覆在核内;HNS-Ⅳ与超细HNS/HMX比例为80/20和70/30时,其性能测试结果为: 比表面积(SBET): 14.25 m2·g-1、9.98 m2·g-1、9.56 m2·g-1;撞击感度: 52%、76%、78%;摩擦感度: 14%、16%、19%;起爆能: 0.49 J、0.50 J、0.58 J.     

BTF-DNAN共晶炸药制备与性能（英）

采用溶剂挥发方式制备出苯并三氧化呋咱(BTF)和2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)以2∶1(摩尔比)结合形成的新型共晶炸药。BTF-DNAN共晶的结构通过单晶衍射表征,同时研究了共晶撞击感度。结果表明,BTF-DNAN共晶属于单斜晶系,P21/c空间群。共晶的撞击感度特性落高H₅₀大于112 cm,较单组分BTF,显著降低了撞击感度。     

GAP基自修复粘结剂的制备及性能

为了延长粘结剂的储存寿命,采用一步法将具有可自修复性能的双硫官能团引入叠氮粘结剂中,首次合成了具有自修复性能的聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基自修复粘结剂。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和光学显微镜对其结构和表面形貌进行表征,在此基础上,通过自修复前后拉伸强度的变化,考察了不同自修复温度和不同自修复时间下的自修复效率。结果显示:合成的GAP基自修复粘结剂具有聚氨酯结构,60℃下24 h后表面裂纹基本愈合完全。提高自修复温度和延长自修复时间,均有助于提高体系的自修复效率。同时随着交联剂质量分数的增加,自修复效率先提高后降低,其中交联剂质量分数为8%的配方,自修复效率可达98.2%,相对于自修复效率为61.7%的对比样,表明双硫官能团的引入能够提高体系的自修复效率。     

超细苦味酸钾的制备及性能

为了研究苦味酸钾(KP)超细后粒度对性能的影响,分别采用连续喷加法、控速滴加法、快速混合法制备了超细苦味酸钾。研究了不同粒度苦味酸钾的颗粒形貌、粒度分布、热分解温度、撞击感度、摩擦感度、火焰感度、静电火花感度、5 s爆发点和热丝感度。结果表明:连续喷加法、控速滴加法、快速混合法得到的苦味酸钾的粒度D_(50)值分别为3.9,8μm和16μm;随着粒度增大,苦味酸钾热分解温度升高,撞击、摩擦、火焰感度降低,静电火花感度基本不变,5 s爆发点温度降低;超细的苦味酸钾(D_(50)=3.9μm)的热丝感度非常低,适合用作低感度电引火药。     

TATB和HNS超细炸药的微结构和分形特性（英文）

采用溶剂-非溶剂重结晶方法制备了TATB超细炸药和六硝基茋(HNS)超细炸药,对其微结构行了扫描电镜测试、比表面积测试、氮气吸附法分析和分形分析。结果表明,HNS超细炸药是由腰果状纳米颗粒以或紧密或疏松方式堆积而成的团聚体,比表面积为11.8 m2·g~(-1)。TATB超细炸药是由纳米颗粒互相连接而成的团聚体,比表面积24.77 m2·g~(-1)。氮气吸附结果显示,HNS和TATB两个样品均呈现IV型吸附曲线,滞后环均位于相对压力较高的区域。Barrett-Joyner-Halenda(BJH)和Horvaih-Kawazoe(HK)曲线显示,在孔径12以下和80以上区域中,TATB样品的孔体积和表面积大于HNS样品,在孔径12~80区域则相反,由此可见TATB的高孔体积和高表面积源于微孔区的作用,而非介孔区的作用。两个样品的吸附曲线均展现出分形微结构,分维数在p/p_0处于0.005~0.04区间较低,在p/p_0处于0.04~0.10区间中等,在p/p_0处于0.1~0.2区间则较高,这三个区间里,TATB样品的分维数均都高于HNS样品。与样品表面积数据相比,BJH、HK数据和分形分析提供的微结构信息更为详细,这将有助于对超细炸药团聚体微结构和微结构-性能关系的理解。     

超细HNS的制备和性能研究

采用重结晶法提纯HNS-Ⅱ,并通过振动空穴效应细化得到高纯、超细的HNS-F,将二者相关性能进行对比研究.结果表明: HNS-F的粒度分布为0.1～20 μm,比表面积增大为9.10 m2·g-1;熔化温度、分解热焓升高;分解峰温降低,活化能降低为201.6 kJ·mol-1;冲击片50%起爆能量降低为0.557 J.     

超细PYX的制备和性能测试

为了提高耐热炸药2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)的能量输出和撞击安全性,以N-N-甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,蒸馏水为非溶剂,采用溶剂-非溶剂重结晶细化技术制备出了重均平均粒径为1.06μm的PYX,并与扫描电镜照片进行了对比。性能测试的结果表明:细化后的PYX爆发点降低了0.98%,而撞击感度降低了152.62%,钢凹值提高了9.94%。     

3D网状静电纺NC/GAP/nano-TATB纤维的表征及热化学性能（英文）

采用静电纺丝法制备了具有三维网络结构的硝化纤维素/聚叠氮缩水甘油醚/三氨基三硝基苯(NC/GAP/nano-TATB)复合纤维。采用差示扫描量热法(DSC)和热红外法(TG-IR)对复合纤维的低温热化学性能进行了研究。结果显示,每条曲线上只有一个放热峰,,NC、GAP和nano-TATB同时分解,而非单独分解。NC/GAP/nano-TATB(208.1 kJ·mol~(-1))的活化能(Ea)低于nano-TATB(228.9 kJ·mol~(-1)),NC/GAP/nano-TATB(1.70 s~(-1))的速率常数(k)高于nano-TATB(0.92 s~(-1))。复合纤维比纳米TATB更容易被活化,分解速度更快。NC/GAP/nano-TATB热分解的主要产物为CO_2、N_2O、NO、CO、NO_2、H_2O,同时检测到─CH─、─CH_2O、─C─O─C─片段。对比了复合纤维和NC/GAP和nano-TATB的能量和敏感性。NC/GAP/nano-TATB的燃烧室温度(T_c)高达1583℃,纳米TATB的加入有利于降低冲击敏感度。     

应用低温等离子体技术对超细AP粉体表面改性

为了解决超细高氯酸铵(AP)粉体因吸湿而产生团聚的问题,用低温等离子体设备对超细AP粉体进行表面改性处理。运用激光粒度分析仪和扫描电镜(SEM)表征了处理前后超细AP粉体的粒度和形貌。用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和化学法分析了处理前超细AP粉体的组成和纯度。用热重和差示扫描量热法研究了处理前后超细AP和相对应的AP/Al体系的热分解性能。测试了处理前后超细AP的撞击感度、摩擦感度和吸湿性。结果表明,经过低温等离子体技术处理后的超细AP粉体团聚现象明显得到改善,颗粒分布集中,吸湿性下降,纯度和结构组成几乎未发生变化。处理后的超细AP粉体较处理前高温分解峰峰温滞后了8.3℃,低温等离子技术对处理后AP/Al体系热性能影响很小。与处理前超细AP粉体相比,撞击感度和摩擦感度分别降低了7.1%和6%。     

烟火铝粉的包覆改性实验研究

为解决烟火铝粉在高温高湿条件下极易氧化失效的问题,对其进行表面包覆改性处理。以SA为防潮包覆剂,无水乙醇为SA的溶剂和烟火铝粉的悬浮剂,采用溶剂蒸发-重结晶-干燥工艺制备出钝化铝粉,并对包覆后的烟火铝粉进行抗氧化性(吸湿试验)和SA含量测试。结果表明,钝化后的烟火铝粉的抗氧化性比原料提高15倍,制备钝化烟火铝粉的最佳工艺条件和配方为:搅拌速率1 600转/min,温度65℃,SA含量5%。