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。     

高温长贮条件下太根发射药中RDX的迁移行为

运用差示扫描量热法和化学分析法,研究了RDX在高能太根发射药中的迁移行为。结果表明：含不同粒度RDX的太根发射药,在65℃条件下,经过4个月的加速迁移后,发射药中各部位RDX的质量分数与高温加速迁移前基本相同。存贮时间导致太根发射药中RDX含量发生不规律的微量变化,可以认为在测定误差范围内,RDX粒度对其迁移性能也没有明显影响。化学分析法和热分析法所测得的RDX含量一致,表明热分析法用于迁移研究是可行的,是研究含高能固体添加剂的发射药中组分开移的有效方法之一。     

JMZ发射药及其组分的热分解性能

用TG和DTA对含环氧乙烷/四氢呋哺共聚醚(PET)黏结剂的发射药(JMZ发射药)及其相关组分的热分解性能进行了研究.通过Kissinger法计算了一些不同配方热分解反应的活化能.对热分解过程及其影响因素进行了分析.结果表明,该类发射药的DTA曲线呈现两个放热峰.体系中加入了NC后,随着NC含量的增加,其活化能升高.该类发射药的热分解过程主要分为两个阶段:第一阶段为混合硝酸酯和NC的挥发和分解;第二阶段为硝胺的分解以及PET的降解.加入NC后,发射药体系的热稳定性增加.     

含RDX高能硝胺发射药的热分解动力学补偿效应

为了解高能硝胺发射药的热分解特性和动力学补偿效应,用高压DSC测试了含5组16种发射药的热分解行为,通过Kissinger方程获得了双基药和含RDX高能硝胺发射药的热活化能(Ea)和指前因子(A),讨论了其动力学参数的补偿效应。结果表明,含RDX高能硝胺发射药配方中的NC/NG和RDX的热分解反应动力学参数间存在动力学补偿效应,说明NC/NG和RDX的热分解反应分别有各自不同的反应过程或者由各自不同的速度决定步骤,不受配方中其他组分的影响。     

ETPE发射药的热分解特性与燃烧机理

通过DSC、PDSC分析了点火延迟时间长及难点火ETPE发射药燃烧过程中的热分解特性。用中止燃烧实验装置、SEM电镜观察研究了ETPE发射药燃烧表面的形貌变化及燃烧规律。结果表明,ETPE发射药热分解过程主要由其配方中含能添加剂RDX的热分解过程决定,RDX组分与含能黏结剂BAMO/AMMO聚合物体系之间的燃烧不同步性是造成ETPE发射药点火燃烧性能不佳的主要原因。根据ETPE发射药燃烧过程的特点,归纳出该类发射药的燃烧机理。     

不同粒度RDX对DAGR发射药试样抗冲击性能的影响

为了研究黑索金(RDX)粒度对DAGR高能硝胺发射药抗冲击性能的影响规律,以DAGR药片为原料,分别加入用Tyler标准筛筛分的6种不同粒度的RDX,制备成相同RDX含量的试样,通过落锤冲击试验和摆锤冲击试验分别对所制备的发射药试样进行了轴向和径向抗冲击性能测试。研究结果表明,随着RDX粒度的减小,发射药试样的抗冲击性能逐渐增加。通过对试样冲击断面进行亚微观形貌观测,发现试样断裂面中固体填料RDX颗粒与粘结剂基体之间存在相互剥离的现象,断裂面上存在裸露的RDX颗粒及RDX与基体剥离所形成的空穴。     

乙二胺-三乙烯二胺高氯酸盐对高能发射药热分解反应的影响

为了研制一种具有高能高燃速特性的新型发射药,在含有CL-20的高能发射药配方基础上,添加适量高燃速功能材料乙二胺-三乙烯二胺高氯酸盐(SY);利用热重分析法(TG)、差示扫描量热法(DSC)和绝热加速量热仪(ARC)研究了高燃速功能材料SY对高能发射药热分解反应的影响,并计算对比了热分解过程的相关动力学参数。结果表明,高燃速功能材料SY可以明显加快发射药的质量损失速率,使最大质量损失速率提高了43%,主要促进了NC组分的热分解;添加质量分数3%的SY可使高能发射药的绝热分解终止温度由790.4提高到1305.7℃,提高了515.3℃,且最终放热量由1294.72增至2335.22J/g,增加了1040.50J/g,热分解反应更完全;SY的加入降低了高能发射药热分解反应的表观活化能,利用Kissinger法和Ozawa法求得的活化能分别降低40.5和38.5kJ/mol。     

黑索今基发射药热分解动力学研究

利用失重法(TG)在升温速率5 K·min~(-1)、10 K·min~(-1)、20 K·min~(-1)下对RDX基发射药的热分解进行了测试,并对其热分解动力学进行了研究。实验结果表明:将TG数据与Malek法相结合,利用辅助函数y(α)和z(α)判定RDX基发射药热分解动力学机理函数,通过动力学表达式的求解可以得出两种不同配方发射药的表观活化能及反应级数。     

过渡金属有机酸盐M对太根发射药燃速压力指数的影响

将过渡金属有机酸盐M作为催化剂引入太根发射药中,通过密闭爆发器实验测试了催化剂M对太根发射药燃速压力指数降低的效果,并利用发射药能量示性数软件计算了含催化剂M的太根发射药的火药力和爆温。结果表明,合适的催化剂M含量可以降低测试压力范围内太根发射药的燃速压力指数,添加质量分数为1.5%的催化剂对太根发射药燃速压力指数的降低作用最明显,此时火药力下降不到1%,对发射药能量影响较小。     

聚氨酯发射药的非等温热分解反应动力学研究

通过差示扫描量热法(DSC)研究以聚氨酯弹性体、黑索金、硝化纤维素以及太根等组成的聚氨酯发射药的热分解性能,将DSC数据结合Kissinger方程和Ozawa方程计算其活化能、指前因子和机理函数方程。聚氨酯发射药(含太根)活化能E和指前因子A约为140 kJ/mol和1.45×10⁽¹⁴⁾;聚氨酯发射药(不含太根)活化能E和指前因子A约为128 kJ/mol和9.73×10(14);聚氨酯发射药(不含太根)活化能E和指前因子A约为128 kJ/mol和9.73×10⁽¹³⁾。聚氨酯发射药热爆炸临界温度T_b约为490 K,自加速分解温度约为475 K。     

聚5-乙烯基四唑的热行为及其与含能组分的相容性研究

采用DSC、TG-DTG程序升温法研究了聚5-乙烯基四唑(PVT)的热行为,并采用DSC法和真空安定性法考察了PVT与推进剂主要组分RDX、HMX、CL-20、DNTF、ADN、AP、A1和Mg的相容性.结果表明,PVT的热分解分2个阶段进行,第一阶段分解峰温为237.2℃,第二阶段分解峰温为281.2℃;PVT与RD...     

On‐Line Auto Mass Measurement of Residual Solvent Mass and its Influence on Mechanical Properties of Propellants

An on‐line auto mass measurement approach was applied to study the volatilization of residual solvents during the drying process of a single‐based propellant, a double‐based propellant containing triethyleneglycol dinitrate (TEGDN propellant, denoted as TEGDN‐1) and a TEGDN propellant containing RDX (denoted as TEGDN‐2). Drying experiments were conducted at a temperature of 50 °C, steady humidity, and atmospheric pressure. According to the drying rate curves obtained by the on‐line auto mass measurement approach, it took 44 h, 31 h and 38 h, respectively, for the residual solvent contents of the three kinds of propellants to come to an equilibrium point, which is approximately below 1 %. The mechanical properties of propellant strands with different residual solvent contents were tested by a universal testing machine and dynamic thermomechanical analysis (DMA). The results indicate that the mechanical properties of the single‐based propellant, TEGDN‐1 and TEGDN‐2 are influenced by the residual solvent content. The propellant strands are sufficiently plastic and elastic to be cut without being deformed at a broad range of temperature when they are dried to residual solvent contents of 5.8–3.6 %, 9–5.7 %, and 9.7–6.2 %, respectively. In the drying experiment, the on‐line auto measurement approach of the residual solvent mass of propellant strands is a highly promising method in view of its improvement in the cutting efficiency of propellant strands.     

铝粉粒度对RDX热分解动力学的影响

采用DSC研究了10.7μm、2.6μm和40 nm铝粉对RDX热分解的影响.结果表明,微米铝粉对RDX的热分解基本没有影响;40 nm铝对RDX的一次分解和二次分解均有明显的促进作用;随着40 nm铝含量的增加,RDX的二次分解峰凸显出来并提前,峰形变得尖锐;当40 nm铝质量分数为30％时,二次分解峰掩盖一次分解峰...     

含黑索今酮的火药热分解及燃烧性能研究

用ＤＳＣ技术考察了７种含黑索今酮（Ｋｅｔｏ－ＲＤＸ）火药的热分解特性,并对其中３种进行了密闭爆发器测试。将ＤＳＣ数据对动力学方程进行拟合以求得动力学参数。从密闭爆发器测试结果转换得到了该３种火药的燃速－压力曲线,并对其进行了转折性分析。结果表明,向火药中加入Ｋｅｔｏ－ＲＤＸ可提高火药燃速并降低其热分解表观活化能。含Ｋｅｔｏ－ＲＤＸ的火药其燃速压力指数在低压区较在高压区为高。在火药中同时存在有Ｋｅｔｏ－ＲＤＸ和ＲＤＸ对火药热分解和燃烧的稳定性是不利的。仅由Ｋｅｔｏ－ＲＤＸ与双基粘结剂组成的火药,其燃速压力指数较由ＲＤＸ与双基粘结剂组成的火药为低。     

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。     

掺杂硝酸镍的RDX炸药混合物的热分解性能的研究

采用差示扫描量热分析（DSC）和热重（TG）分析法,研究了含不同质量比硝酸镍/RDX混合物的热分解性能。通过Ozawa法和NL-INT法对4种不同混合物的表观活化能进行了计算。实验结果表明,随着硝酸镍含量的增加,混合物的热分解分成两个阶段,且吸热和放热量逐渐减小。4种混合物的表观活化能结果表明,随着硝酸镍含量的增加,分解活化能值逐渐减小,热稳定性逐渐变差。     

Preparation and Properties of a nRDX‐based Propellant

The incorporation of nano‐scaled cyclotrimethylene trinitramine (nRDX) in nitrocellulose (NC)‐based propellants poses processing problems when following conventional methods. Hence, a new preparation method containing a pre‐dispersion process was developed, by which 30 mass % RDX (290 nm) was incorporated in the propellant. Meanwhile, the corresponding 290 nm, 12.85 μm and 97.76 μm RDX‐based propellants were prepared for comparison using a conventional method. The morphology, structure, ballistic and mechanical properties of the prepared propellants were characterized by scanning electron microscopy (SEM), density analyzer, closed vessel (CV), uniaxial tensile tester and impact tester. The results indicate that the nRDX particles were uniformly dispersed in the NC/NG/TEGDN matrix using the novel method, while agglomerated and recrystallized into large particles with the conventional method. The propellant density increased with decreasing RDX particle size. In particular, the 290 nm RDX‐based propellant exhibited a higher burning rate and lower average pressure exponent (α =0.958) compared to the 12.85 μm RDX‐based propellant (α =1.043). The tensile strength, elongation at break and impact strength of the RDX‐based propellant at −40 °C, 20 °C and 50 °C were dramatically improved by using 290 nm RDX with the novel method.     

RDX基可燃材料的热力学性能,非等温反应动力学及安全性研究

用TG和DSC研究了RDX基微孔可燃材料的热行为,用非等温DSC研究了其放热反应动力学,用Kissinger和Ozawa方法计算了可燃材料的动力学参数;基于Kissinger方法,研究了组分间的相容性;采用耐热和吸湿试验进行了微孔可燃材料的耐热性和吸湿性评价.结果表明,可燃材料的分解被看作是两步反应:第一阶段是吸热熔融反应,无质量损失,第二阶段是放热反应,有质量损失;用Kissinger和Ozawa方法得到的活化能相近,可燃材料的活化能均低于纯RDX的分解活化能;黏结剂PMMA、CA与固体填料RDX相容性好,相容性等级为1级;热爆炸临界温度与RDX相近.新型微孔可燃材料的其他性能优于传统可燃材料.