改性单基发射药热行为和力学性能的研究

为了改善改性单基发射药的燃烧性能和力学性能,通过差示扫描量热法、真空安定性试验和甲基紫试验,研究了6种改性单基发射药的热分解过程和热安定性,并测试了其冲击和压缩性能,分析了硝化纤维素含氮量和硝基胍含量对改性单基发射药热行为和力学性能的影响。结果表明,随着硝基胍含量的增加,改性单基发射药的的热分解峰温和热安定性逐渐提高,力学性能逐渐降低;随着硝化纤维素含氮量的降低,改性单基发射药的热分解峰温和热安定性逐渐升高,力学性能逐渐增加。     

球形硝基胍粒径对改性单基发射药热安定性和力学性能的影响

为了改善改性单基发射药的安定性和力学性能,制备了含3种不同粒径(50、80和110μm)球形硝基胍(NQ)的改性单基发射药,通过差示扫描量热法、真空安定性试验和甲基紫试验研究了其热分解过程和热安定性,并测试了其抗冲击和抗压缩强度,分析了NQ粒径变化对改性单基发射药热行为和力学性能的影响。结果表明,3种含球形NQ的改性单基发射药试样有两个热分解过程,第一个分解过程对应的是混合硝化棉的分解,第二个分解过程是RDX和NQ的分解,但是第二个分解过程不明显;随着NQ粒径从50μm增至110μm,发射药试样的热分解峰温从176.84℃提高至179.71℃;真空安定性试验中试样48h放气量从0.7558mL/g降至0.5964mL/g,甲基紫试纸变为橙色的时间从44min延长至54min,且加热5h后未发生爆炸;发射药试样的抗冲击强度从4.23kJ/m~2降至3.81kJ/m~2,抗压缩强度从56.93MPa降至53.85MPa。表明球形NQ粒径的增加有利于提高发射药的热安定性,但会降低其力学性能。     

KH550改善硝基胍发射药低温力学性能研究

为了改善硝基胍发射药的低温力学性能和燃烧稳定性,使用硅烷偶联剂(KH550)对硝基胍进行表面包覆处理,制备了KH550改性后的硝基胍发射药。采用扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了硝基胍被KH550包覆后的物理化学性质。采用简支梁抗冲击试验机、万能材料试验机及密闭爆发器试验测试了改性前后硝基胍发射药的常温与低温力学性能及燃烧性能。结果表明,KH550可以通过化学作用包覆在硝基胍表面,且在发射药的黏结体系中未出现团聚现象;包覆后的硝基胍热分解性能稳定,KH550的加入对硝基胍发射药的热分解性能影响不大;与原硝基胍发射药相比,改性硝基胍发射药在低温(-40℃)环境下的抗冲击强度、抗压缩强度和抗拉伸强度分别提高了34.22%、3.71%和11.5%。且改性硝基胍发射药低温(-40℃)的燃烧相对陡度降低,燃烧更加稳定。     

发射药氮含量检测方法研究

硝化纤维素的氮含量对发射药的性能有着重要的影响,测定发射药中的硝化纤维素含氮量尤为重要。本文将通过对现有的硝化纤维素氮含量测定方法及其特点进行简述,并进行总结和展望。     

叠氮硝胺对硝基胍发射药热行为的影响

用叠氮硝胺(DIANP)替换硝基胍(NQ)发射药中部分(质量分数6%)硝化甘油(NG)制备了一种含叠氮硝胺的硝基胍发射药。通过高压差示扫描量热法、爆发点试验、甲基紫试验、真空安定性试验和热加速老化试验研究了DIANP对NQ发射药热行为的影响,用Kissinger方程和Ozawa方程计算了发射药样品分解反应的表观活化能(Ea)。结果表明,少量DIANP使NQ发射药的热安定性稍有改善;Kissinger方程和Ozawa方程计算NQ发射药的Ea值分别为327和318kJ/mol,含DIANP的NQ发射药的Ea值分别为196和194kJ/mol,两者的等动力学点(Tik)为172.9℃,表明DIANP能够降低NQ发射药高温下的分解反应速率,即DIANP在一定程度上可以调节NQ发射药的燃速。根据温度系数法预估的含DIANP的NQ发射药和NQ发射药在30℃下的安全贮存寿命分别不少于31年和23年,表明加入少量DIANP可延长NQ发射药的安全贮存寿命。     

含RDX高能太根发射药的热分解性能

运用TG和DSC方法,研究了RDX含量对太根发射药热分解性能的影响。结果表明：含RDX的高能太根发射药的热分解过程是分阶段完成的,第一阶段主要为硝酸酯的热分解,第二阶段主要为RDX的热分解。随着RDX含量增加,第一阶段放热量减少,第二阶段放热量增加。各阶段放热量和RDX含量成指数关系,热失重百分率与RDX含量成线性关系。试验结果为该发射药的应用提供了理论和实验基础。     

用95℃减量试验法检测硝基胍火药的热安定性

通过95℃减量试验，证实含硝基胍的三基药（本文简称三胍药）热安定性优于国产单、双基药。文中还介绍了减量试验瓶通气口大小对95℃减量－时间曲线斜率影响的问题。     

溶剂含量对变燃速发射药的流变性影响研究

用MLW-90防爆流变仪测试不同溶剂含量下变燃速发射药内、外层的流变性能.得出结论,随着溶剂含量的增加,其表观黏度降低,流动性增强;乙基硝化纤维素(EC)、黑索今(RDX)的加入降低了变燃速发射药的表观黏度.     

RDX/POLY(BAMO-AMMO)基发射药的热分解与燃烧性能

采用差示扫描量热法(DSC)、热重法(TG-DTG)和密闭爆发器试验研究了RDX/POLY(BAMO-AMMO)基发射药在常压下的热分解与燃烧性能。结果表明,POLY(BAMO-AMMO)热分解反应过程可分为具有不同热效应的前后两个阶段:第一阶段为热效应突出的叠氮基团分解;第二阶段为热效应微弱的残余碳分子骨架热分解。RDX/POLY(BAMO-AMMO)基发射药的热分解过程表现为明显的RDX热分解属性,具有吸热和放热两个主要过程。RDX/POLY(BAMO-AMMO)基发射药的燃速压力指数大于1,且随RDX含量的增加而减小,燃速由RDX决定,并随其含量的增加而提高。     

新型硝基胍发射药研究

研究了一种含1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(简称DIANP)的硝基胍发射药,与M30硝基胍发射药火药力相近,烧蚀量仅为M30发射药的85%左右,力学性能有较大幅度的提高.     

NBC与NC纳米纤维的性能对比

为比较硝化纤维素(NC)纤维和硝化细菌纤维素(NBC)纤维的性能差异，选用含氮量在11.90%、12.40%、12.95%的NBC和NC,采用静电纺丝法制备了平均直径为500nm的两类不同纤维，研究了电纺溶液质量分数和黏度对纤维直径的影响，通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、差示扫描量热仪(DTA)、原子力显微镜(AFM)、万能拉伸测试仪、旋转黏度计对其形貌、力学性能以及热分解性能进行表征。结果表明，随着含氮量的增加，NBC和NC的可纺质量分数逐渐降低；同等含氮量下，NBC纤维的抗拉强度比NC纤维的抗拉强度高，且纤维的抗拉强度随含氮量的增大而减小；利用应变片并辅助数字图像相关法(DIC)测出含氮量为11.90%的NBC、NC的泊松比分别为0.35、0.36,并发现单根的NBC纤维杨氏模量达到2.04GPa,较NC纤维高22%。与原料相比，两类纤维的最高分解放热峰均有所前移，且前移温度随含氮量的增加而减小，含氮量为12.95%的NBC纤维表观活化能较原料降低了48.2%,说明纤维样品的分解速率得到显著的改善。     

PMMA/棉花纤维素复合薄膜的制备及性能

为改善聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的热性能和力学性能,以经过预处理的棉花纤维素为增强体,将PMMA与棉花纤维素溶液按不同比例混合,利用溶液浇铸法制备PMMA/棉花纤维素复合薄膜,并利用热重分析、透光性分析以及拉伸性能测试研究了不同棉花纤维素含量的PMMA/棉花纤维素复合薄膜的性能。结果表明,与PMMA薄膜相比,PMMA/纤维素复合薄膜的热稳定性和力学性能均有所提升,PMMA/纤维素复合薄膜的热分解温度提高8.3%;随着棉花纤维素含量从0增加到15%,拉伸强度从10.53 MPa提升到55.95 MPa,最高提升了431%。此外,复合薄膜的光透过率随着棉花纤维素含量的增加而降低。当棉花纤维素含量为7.5%时,复合薄膜不仅具有良好的力学性能,而且具有较高的透光率,综合性能较好。     

NC基高能低敏感发射药的低温抗冲击强度

为研究NC基高能低敏感发射药的低温力学性能,通过改变配方中硝化棉(NC)的种类、增塑剂ZSJ-X的含量、FOX-7的含量以及RDX和FOX-7的粒度,制备了4种NC基高能低敏感发射药,采用电子万能材料试验机测试了其低温抗冲击强度。结果表明,降低黏结剂的含氮量,增加增塑剂ZSJ-X的含量,用FOX-7替代部分RDX,降低RDX和FOX-7的粒度,能够提高NC基高能低敏感发射药的低温抗冲击强度。当NC基高能低敏感发射药的配方(质量分数)为:NC(含氮量12.6%)37%、ZSJ-X 25%、FOX-7(粒径19μm)13%、RDX(粒径5μm)33%时,低温抗冲击强度最佳,达到7.75kJ/m2。     

1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷对硝化棉的溶塑作用

采用双滚筒炼胶压延机、扫描电镜、材料试验机等试验对比分析了叠氮硝胺发射药和双基发射药无溶剂法制备的工艺性能、发射药内部形貌、发射药静态力学性能等.结果表明,对于含氮量(质量分数)分别为12.6%、J3.0%的高氮量硝化棉,叠氮硝胺发射药比双基发射药的压延塑化温度、塑化遍数、成型压力均较低.1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂...     

梯度硝基发射药吸湿性研究

梯度硝基发射药作为一种新型能量释放渐增性发射药,其表面的硝酸酯基被还原为羟基。由于梯度硝基发射药表面羟基含量增加,在长期贮存过程中,环境湿度会对梯度硝基发射药燃烧性能产生影响。为了研究梯度硝基发射药的吸湿性,针对单孔药、七孔药和球扁药三种不同药型的梯度硝基发射药,采用平衡干燥器法研究了不同脱硝工艺梯度硝基发射药的吸湿性,探索了吸湿性对三种不同药型梯度硝基发射药燃烧性能的影响。结果表明,随着脱硝试剂浓度和反应温度的增大,梯度硝基单孔药的吸湿率增加。在环境湿度为90.26%,梯度硝基单孔药、梯度硝基七孔药和梯度硝基球扁药的吸湿率分别为2.52%、2.71%和1.56%。吸湿前后三种梯度硝基发射药燃烧性能测试表明,吸湿后三种梯度硝基发射药的最大燃烧压力较吸湿前均有所降低,但吸湿后的梯度硝基发射药仍然具有能量释放的高渐增性。     

TEGDN含量和NC含氮量对TEGDN/NG混合酯双基推进剂力学性能的影响

采用无溶剂法制备了24种不同硝化三乙二醇(TEGDN)含量、不同NC含氮量的双基推进剂样品,并测试了其高温(50℃)、常温(20℃)和低温(-40℃)下的力学性能;讨论了TEGDN含量和NC含氮量对双基推进剂力学性能的影响。结果表明,混合酯双基推进剂的高温和常温抗拉强度随TEGDN含量增加而逐渐下降,在TEGDN质量分数较低(≤7.7%)时,随NC含氮量的升高呈降低趋势,在TEGDN质量分数较高(≥15.4%)时,随NC含氮量的升高呈先上升后下降的趋势;低温抗拉强度随TEGDN含量增加而逐渐升高,随NC含氮量的升高逐渐降低;高温、常温、低温下的断裂延伸率均随TEGDN含量增加逐渐上升,随NC含氮量的升高逐渐下降;提高TEGDN含量可以改善NC的塑化性能,但含氮量12.6%及以上的NC不易被良好塑化。     

FTIR法检验发射药NC含氮量的研究

为解决涉枪案件中制式发射药鉴定问题，利用显微傅里叶红外光谱仪法（FTIR）对发射药中硝化纤维素（NC）含氮量进行了研究。首先，采用溶剂萃取法提取样品中的NC，再利用FTIR对NC进行分析，以NC含氮量与吸收峰面积比建立校正模型。研究结果表明，相同含氮量NC样品在波数1280cm-1和1068cm-1处吸收峰的峰面积比值稳定，平行实验中该比值的RSD为1.02%～1.16%，而且已知样品中NC含氮量与该比值呈现良好的线性关系，校正模型相关系数R2为0.9952，该方法能够为法庭科学检验涉案发射药中NC含氮量提供一种新的鉴定思路。     

新型含能胶凝剂的制备及其凝胶流变性能

制备了一种新型含能胶凝剂羧甲基纤维素硝酸酯(CMCN),并将其制备成凝胶,用FTIR、TG和XRD分析了CMCN的结构、含氮量和热性能,研究了CMCN凝胶体系的流变性能.结果表明,与普通硝化纤维素相比,CMCN的含氮量略低,初始分解温度在192℃左右,随着羧甲基含量的增加,CMCN的初始分解温度无变化,而最快分解温度增...     

甲基紫法对单基硝酸铵发射药安定性的研究

采用甲基紫法研究单基硝酸铵发射药的安定性,探讨了硝酸铵含量、吸湿性及包覆层厚度对单基硝酸铵发射药安定性的影响。结果表明:在发射药中添加一定含量的硝酸铵制成单基硝酸铵发射药后,其安定性符合要求;随硝酸铵含量增加发射药安定性增加;硝酸铵发射药吸湿后安定性降低;包覆层数对其安定性影响不大。     

环氧树脂改性酚醛型氰酸酯树脂的研究

用E-51环氧树脂对酚醛型氰酸酯树脂(n-CE)进行增韧改性,研究了改性n-CE树脂体系的凝胶时间,采用示差扫描量热法(DSC)研究了改性n-CE树脂体系的反应活性及固化工艺,通过热重分析法(TGA)分析了不同含量E-51环氧树脂改性n-CE后固化物的热性能,并测定了体系的吸水率及力学性能。结果表明,随着E-51环氧树脂用量的增加,n-CE改性体系的反应活性逐渐提高,固化温度逐渐降低;体系的韧性增加;改性后材料的起始热分解温度均在300℃以上,吸水率均低于2%。