浇注PBX炸药老化过程中交联密度与力学性能的关系

为分析浇注PBX炸药交联密度与力学性能的关系,在70℃时对浇注PBX炸药样品进行高温加速老化试验,对比分析了平衡溶胀法和核磁共振(NMR)法测定交联密度的差异,研究了其在常温时的抗拉强度(σm)、抗压强度(σb)、压缩率(εb)、抗剪强度(τ)、硬度(SH)与黏结剂母体凝胶分数(G)、交联密度(ve)之间的关系。用动态热机械分析仪(DMA)分析了不同老化时间下样品损耗因子tanδ和黏弹系数的变化规律。结果表明,PBX炸药样品的交联密度在老化初期增加,老化中期略有降低,老化后期又增加;NMR法因其测试简单、快捷,精确度高、试样非破坏性等优点,可以作为今后浇注PBX炸药交联密度表征方法的一个重要发展方向;样品老化过程中,浇注PBX炸药样品的交联密度与各力学性能的变化呈线性相关,其力学损耗降低的原因是黏结剂母体的G和v_e增加,浇注PBX炸药的降解和交联是由黏结剂母体结构变化引起。     

CR硫化胶老化过程中热性能和动态力学性能变化的研究

探讨CR硫化胶老化过程中交联密度、热性能和动态力学性能的变化。结果表明，随着老化时间延长，CR硫化胶的交联密度先减小后增大，结晶度和结晶速率先增大后减小，初始降解温度降低，最大降解速率增大，玻璃化温度先降低后升高，0℃附近的tanδ值先减小后增大，60℃附近的tanδ值减小。     

不同配比DM/CZ与S硫化体系对V带压缩胶老化前后力学性能及动态生热性能的影响

研究了不同配比的DM/CZ与S硫化体系对V带压缩胶的老化前后物理机械性能及动态生热性能的影响。结果表明,当DM/CZ量保持不变增加S的用量,t10变化不大,t90不断缩短,MH-ML不断增大;当S用量保持不变增加DM/CZ的用量,t10变化不大,t90不断缩短,MH-ML略有增加。随着DM/CZ与S的用量增加,硫化胶的拉伸强度变化不大、定伸应力逐渐增大、断裂伸长逐渐减小,硬度变化不大。表观交联密度与tanδ密切相关,老化前表观交联密度越大tanδ越小,且温度越高tanδ越小;在100℃老化不同时间后,随着表观交联密度不断增加tanδ先降低后升高。综合来看,DM/CZ/S硫化体系配比为0.8/2.3/3.5时具有最优的物理机械性能和动态生热性能。     

白炭黑用量对NBR/BR的动态力学性能和Payne效应的影响

研究不同白炭黑用量的丁腈橡胶/顺丁橡胶并用胶的动态力学性能。结果表明:随着白炭黑用量的增大,白炭黑与橡胶基体间的相互作用增强,混炼胶的Payne效应增大;随温度升高,混炼胶储能模量(G′)减小,损耗因子(tanδ)先增大后减小,硫化胶的G′变化不大,tanδ先增大后减小;随白炭黑用量增大,混炼胶的G′增大,tanδ在低温时增大,高温时减小,硫化胶的G′和tanδ增大。     

NR硫化胶的动态力学性能

采用无转子流变仪、橡胶加工分析仪、动态热机械分析仪研究了相对分子质量、炭黑用量、炭黑粒径、促进剂含量、氧化锌含量、硬脂酸含量和老化时间对NR硫化胶动态力学性能的影响。结果表明,0℃和60℃左右,低相对分子质量NR硫化胶的损耗因子(tanδ)略大于高相对分子质量NR硫化胶;随着炭黑用量的增加,硫化胶tanδ峰值减小,继续增加炭黑用量,NR硫化胶的炭黑网络结构增强,tanδ不断变大;随着炭黑粒径的增加,NR硫化胶的玻璃化转变温度(T_g)略向高温方向偏移,而处在高弹态后,硫化胶的tanδ随着炭黑粒径的增大而减小。     

PP/TiO_2复合材料老化前后动态流变性能研究

通过动态转矩流变仪分别测试了纳米TiO2用量、测试温度、老化时间等对聚丙烯(PP)/纳米TiO2复合材料动态流变学行为的影响。频率扫描结果显示,随着扫描频率(ω)的增加,PP/TiO2复合材料的储能模量(G′)、损耗模量(G")变大,复数黏度(η*)降低,损耗因子(tanδ)先增大后降低。随着TiO2用量的增加,G′,G",η*先降低后增加。应变扫描结果显示,PP/TiO2复合材料存在线性黏弹区域,TiO2的加入使得PP/TiO2复合材料线性黏弹区域变宽。动态温度扫描结果显示,随着温度的升高,PP/TiO2复合材料的G′,G",η*都降低,tanδ增大。老化前后的PP,PP/TiO2复合材料动态流变行为对比结果显示,PP老化后,其G′,G",η*都低于未老化的PP;而PP/TiO2复合材料的G′,G",η*变大;这说明TiO2的加入使复合材料发生了交联老化。     

复合保存剂HY/NH_3对天然橡胶加工性能的影响

采用单独含有NH_3、HY的天然橡胶作为对照样,与含有复合保存剂HY/NH_3的天然橡胶进行性能比较,利用红外光谱仪测定天然橡胶结构,橡胶加工分析仪测定其加工性能,核磁共振交联密度仪测其交联密度,研究复合保存剂HY/NH_3对天然橡胶性能的影响。结果表明,HY/NH_3几乎不影响生胶结构;在应变、温度扫描环境下,NY-1的弹性模量G’最大,损耗因子tanδ最小,NY-3居中;在频率扫描环境下,NY-3的弹性模量G’最大,损耗因子tanδ居中,NY-1的弹性模量G’居中,损耗因子tanδ最小;三种扫描环境下,NY-2的弹性模量G’均最小,损耗因子tanδ均最大;老化前,复合保存剂样品的总交联密度小于NH_3、HY样品的总交联密度;老化后,所有样品的总交联密度均变小。     

复合保存剂HY/NH_3对天然橡胶加工性能的影响

采用单独含有NH_3、HY的天然橡胶作为对照样,与含有复合保存剂HY/NH_3的天然橡胶进行性能比较,利用红外光谱仪测定天然橡胶结构,橡胶加工分析仪测定其加工性能,核磁共振交联密度仪测其交联密度,研究复合保存剂HY/NH_3对天然橡胶性能的影响。结果表明,HY/NH_3几乎不影响生胶结构;在应变、温度扫描环境下,NY-1的弹性模量G’最大,损耗因子tanδ最小,NY-3居中;在频率扫描环境下,NY-3的弹性模量G’最大,损耗因子tanδ居中,NY-1的弹性模量G’居中,损耗因子tanδ最小;三种扫描环境下,NY-2的弹性模量G’均最小,损耗因子tanδ均最大;老化前,复合保存剂样品的总交联密度小于NH_3、HY样品的总交联密度;老化后,所有样品的总交联密度均变小。     

硫化条件对绿色轮胎胎面胶性能的影响

研究硫化温度、压力和时间对绿色轮胎天然橡胶胎面胶的化学交联网络结构、物理性能、耐磨性能及动态性能的影响。结果表明:随着硫化温度升高,胶料的交联密度减小,耐磨性能先提高后下降,压缩疲劳温升提高,永久变形先增大后减小,60℃时的损耗因子(tanδ)增大;随着硫化压力升高,胶料的交联密度增大,定伸应力和拉伸强度提高,撕裂强度下降,抗裂口增长性能提高;随着硫化时间的延长,胶料的交联密度先提高后下降,撕裂强度和硬度下降,耐磨性能先提高后下降,压缩疲劳温升提高,60℃时的tanδ增大。     

ⅡR/CⅡR共混胶的动态力学性能

研究了共混比、硫化体系、增强剂、软化剂和硅烷偶联剂对ⅡR/CⅡR共混胶动态力学性能的影响。结果表明,随CⅡR用量增加,共混胶的储能模量(E′)和损耗模量(E″)逐渐增加,而阻尼因子(tanδ)峰值逐渐减小,共混胶的玻璃化转变温度(Tg)向高温方向偏移;采用叔丁基酚醛树脂硫化的共混胶的E″比硫黄硫化的高,但tanδ峰值和Tg均低于后者;细粒子高结构炭黑N220填充的共混胶的E′和E”较高,tanδ峰值较低,而粗粒子半增强炭黑N754填充的共混胶的E′和E″较低,tanδ峰值较高;软化剂凡士林的加入,使共混胶的E′和矿降低,tanδ峰值增加,而且乃向低温方向偏移;γ—氨基丙基三乙氧基硅烷增加了共混胶的E′和E″值,但tanδ峰值降低,Tg基本不变。     

石墨烯/废旧轮胎裂解炭黑在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用

研究石墨烯(GE)/废旧轮胎裂解炭黑在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明:随着GE用量的增大,胶料的焦烧时间缩短,硫化速度减慢,交联密度增大;硫化胶的硬度和定伸应力增大,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度均先增大后减小,拉断永久变形和回弹值减小,耐磨性能提高,压缩温升和永久变形增大;硫化胶的损耗因子(tanδ)峰值减小,0和60℃时的tanδ增大。     

酚醛树脂在氯丁橡胶中的应用

研究酚醛树脂对氯丁橡胶（CR）胶料性能的影响。结果表明：在CR中加入酚醛树脂,胶料的门尼粘度减小,交联密度增大,焦烧时间明显缩短;硫化胶的硬度、定伸应力、回弹值和弹性模量（E′）增大,损耗因子（tanδ）减小;妥尔油改性酚醛树脂补强CR胶料的门尼粘度最小,撕裂强度、回弹值和E′最大,tanδ最小,压缩生热最低。     

共混比对NR/NBR阻尼材料性能的影响

研究了天然橡胶/丁腈橡胶(NR/NBR)两相共混比对共混胶阻尼材料硫化特性、力学性能、压缩生热以及阻尼性能的影响。结果表明:随着NBR含量增加,共混胶M_L、M_H、M_H-M_L均增大,t_(s1)和t_(c90)先缩短后延长;共混胶拉伸强度、拉断伸长率、定伸应力和撕裂强度均减小,硬度有所增大,回弹性明显下降;压缩永久变形和温升明显增大;滞后能量损耗(HED)和阻尼系数增大。DMA曲线上表现出两个明显的损耗峰,随着NBR含量增加,NR相峰值tanδ_(max1)下降而NBR相损耗峰值tanδ_(max2)逐渐增大,损耗模量的变化趋势与之相似。NBR/NBR=70/30时,共混胶力学性能相比纯NR下降程度低,且室温附近的阻尼性能提高明显,综合性能相比其他更佳。     

不同硫化体系的NR老化与动态性能的关系

试验研究老化时间对不同硫化体系的NR胶料交联密度和动态力学性能的影响。结果表明,3种硫化体系胶料的t10,t90和MH由大到小依次为:普通硫化体系(CV)、半有效硫化体系(SEV)、有效硫化体系(EV)。随着老化时间的延长,3种硫化体系胶料的交联密度总体呈增大趋势;硫化胶的损耗因子在高弹区呈减小趋势;CV体系硫化胶的储能模量(E′)增大,SEV和EV体系硫化胶的E′先增大后减小。     

升温加载下含LLM-105的RDX基浇注炸药热点火细观模拟

为了解加入含能钝感剂2,6-二氨基-3,5-硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)对RDX基浇注炸药热安全性的影响,根据LLM-105的不同含量和晶型,建立了含LLM-105的RDX基浇注炸药二维细观模型。利用有限元方法,考虑LLM-105和RDX的自放热反应,模拟了不同工况下边界升温速率为6K/min的点火行为,分析了含LLM-105的RDX基浇注炸药点火响应规律。结果表明,在持续稳定的加热条件下,浇注PBX炸药匀速升温,RDX先于LLM-105分解放热导致炸药发生毫秒级点火响应;在浇注PBX炸药模型中增加LLM-105含量后,点火源数量减少至10个,点火延滞时间延长至1 926s;细化后无棱角且粒径小的LLM-105颗粒有利于提高RDX基浇注PBX炸药的热安全性。     

交联密度测试方法及其在火炸药中应用的研究进展

从交联密度测试方法的原理、适用体系及其优缺点等方面,介绍了基于橡胶弹性理论的平衡溶胀法、应力-应变法、动态热机械分析(DMA)法及核磁共振(NMR)法等4种交联密度测试方法;分析了近年来交联密度测试方法在火炸药中最新研究进展和存在的问题。提出了今后交联密度测试方法研究的重点为:拓展NMR法和平衡溶胀法在PBX炸药中的适用性研究;加强NMR法对火炸药黏结剂体系固化、老化过程的实时监测技术研究;系统研究交联密度与力学性能之间的相关性关系。附参考文献68篇。     

少烟NEPE推进剂的动态力学性能

用动态力学分析方法研究了少烟NEPE推进剂及其黏合剂胶片的黏弹特性。结果表明,PET/N100胶片、PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂样品在玻璃态的储能模量E′依次增大,PET/N100胶片的损耗模量E″最大,推进剂的E″最小;胶片和推进剂在玻璃化转变区的E′依次显著降低,E″和tanδ(β转变)依次达到最大值后逐渐降低,其中PET/N100胶片、PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂的Tg分别为-82、-73和-65℃;在橡胶态,PET/N100胶片的E′和E″在-24℃附近出现峰值,PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂的E′和E″随温度降低显著降低,且PET/N100胶片在-3℃出现明显的α松弛损耗峰,PET/N100/NG-TEGDN胶片和推进剂tanδ的α松弛峰温下降到-24℃。     

交联密度对白炭黑/炭黑复合补强NR胎面胶性能的影响

针对卡车胎胎面胶配方,研究了交联密度对白炭黑/炭黑复合填充天然橡胶(NR)胎面胶性能的影响。结果表明,随着促进剂NS、S用量的增加,白炭黑/炭黑复合填充NR混炼胶的硫化速度逐渐加快,焦烧时间ts1、正硫化时间tc90逐渐缩短,硫化胶交联密度明显逐渐提高,导致NR硫化胶300%定伸应力提高,断裂伸长率下降。随着交联密度的提高,DIN及Akron磨耗体积逐渐减小,耐磨性明显提高;NR硫化胶剪切储能模量G′逐渐提高,损耗模量G″的频率依赖性逐渐下降,且二者都随剪切频率增加而提高。损耗因子tanδ在频率扫描及温度扫描下随交联密度增加而减小,与压缩生热结果相一致。     

天然鳞片石墨对天然橡胶/丁腈橡胶阻尼材料性能的影响

研究天然鳞片石墨(FG)对天然橡胶(NR)/丁腈橡胶(NBR)并用胶阻尼材料性能的影响。结果表明:随着FG用量增大,NR/NBR并用胶的交联密度提高,硫化速率降低;硬度和定伸应力提高,拉伸强度和撕裂强度先提高后降低,当FG用量为10份时拉伸强度和撕裂强度最高;拉伸/压缩-恢复过程中的滞后能量密度和阻尼系数增大,NR相的损耗因子(tanδ)最大值增大,NBR相的tanδ最大值减小,两相的损耗模量均增大,阻尼性能明显提高。     

H01双基推进剂老化的动态力学性能表征

用动态热机械分析仪测定了65℃下双基固体推进剂H01的老化性能。在低温段（-10～40℃）,随老化时间的增加tanδ值有明显下降,β松弛峰也越来越明显。H01的α松弛的损耗角正切tanδ的峰温、动态柔量J＇和J＂的值以及动态模量E＇和E＂、动态柔量J＇和J＂主曲线的叠合垂直位移因子与老化时间存在一定规律。TG-DTG试验表明,随着老化时间的增加,试样在183℃时的质量损失逐渐减小,说明增塑剂含量随老化时间增加而减小。因此,除了因结构松弛造成的“物理老化”外,这是造成上述各力学损耗量随老化时间下降的又一主要原因。