低场核磁共振技术在火炸药老化性能评估中的应用

低场核磁共振(Low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术具有快速、无损、连续、精确等优点,近年来在火炸药基体的交联密度测定、固化过程监测及老化性能评估领域受到了关注。介绍了低场核磁共振的基本原理,归纳了低场核磁共振技术在复合固体推进剂固化监测、复合固体推进剂和浇注PBX炸药交联老化评定、新型云爆剂老化特性评估等方面的应用状况,提出了应进一步深入开展LF-NMR在火炸药老化性能监测方面的研究,解决不同种类~1H弛豫特性的分类监测、弛豫特征参量与力学性能关键参量的相关性方程建立等重点问题,加强低场核磁共振中的弛豫特性关键参量——横向弛豫时间T_2在火炸药老化性能评估中的应用。     

PBAMO/APP基星型含能热塑性弹性体的合成与应用

为了降低星型含能热塑性弹性体(SETPE)的玻璃化温度,提高其柔顺性,以单官能度PBAMO(UPBAMO)为硬段,数均分子量(Mn)为4000~6000的聚四氢呋喃改性三官能度聚叠氮缩水甘油醚(APP)为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯为偶联剂,通过预聚体偶联法合成出聚四氢呋喃改性PBAMO/APP基AnB星型ETPE(TSETPE)。确定了UPBAMO封端反应时间为2 h的优化合成条件。采用红外、核磁共振、凝胶渗透色谱和力学性能测试对其进行了表征。所合成的TSETPE Mn为15000~19000,与Mn相近的SETPE相比,TSETPE的玻璃化温度由~(-1)6.9℃下降到-24.3℃,常温延伸率则由44.5%提升到652%~919%。应用研究表明TSETPE与黑索今、铝粉、硝化甘油等火炸药常用材料均具有良好的相容性,以其为粘合剂制备的TSETPE基熔铸高聚物粘结炸药(PBX)具有高能特性,爆热可达7411 J·g~(-1)。     

高活性AlMg/KMnO4铝热剂的性能研究

采用机械球磨法制备了不同比例的AlMg 合金,采用超声分散法制备了AlMg/ KMnO₄ 铝热剂,该种铝热剂有希望成为一种有潜力应用于反应材料和火炸药领域的含能材料。通过DSC、点火温度和燃烧产物分析,对AlMg/ KMnO₄ 进行了表征分析。结果表明:随着镁含量的增加,AlMg/KMnO₄点火温度明显降低,从723 K 降低至493 K,反应活性得到大幅提高;在AlMg/ KMnO₄ 铝热剂的燃烧产物中出现了Al₂O₃、MgO 以及Mn 单质,可知Mn 单质是AlMg/ KMnO₄ 发生的铝热反应生成的;综合DSC 曲线还可以进一步得出与AlMg 合金发生反应的是KMnO₄ 的分解产物而不是KMnO₄.     

黏结剂对喷雾干燥FOX-7基PBXs的性能影响

为研究喷雾干燥制备高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosives,PBXs)的包覆机理和黏结剂种类及含量对PBXs性能的影响,分别以聚酯型热塑性聚氨酯(Estane 5703)、氟树脂(F₂₃₁₄)、氟橡胶(F₂₆₀₂)和丙烯酸酯橡胶(ACM)为黏结剂,采用喷雾干燥技术制备细化FOX-7和含有不同黏结剂种类和含量的1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)基PBXs。分别采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、撞击感度测试仪测试样品的表面形貌、晶型、热分解特性和撞击感度,研究黏结剂种类和含量对FOX-7基PBXs性能影响。结果表明,喷雾干燥包覆样品晶型均为α-FOX-7;Estane 5703包覆样品拥有最佳的球形度、表面光滑度和机械安全性,但表观活化能降低10.61%,F₂₆₀₂包覆样品的热稳定性好,二者作为黏结剂均可有效降低FOX-7的撞击感度;黏结剂含量为3%～5%时,FOX-7基PBXs造型粉颗粒表面光滑,包覆黏结效果好;黏结剂含量为5...     

共聚型含氟GAP基热塑性弹性体的合成与性能

为提高聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的综合性能,利用共聚型含氟GAP二元醇为预聚物,丁二醇(BDO)为扩链剂,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)作为固化剂,合成共聚型含氟GAP基热塑性弹性体.分别采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG/DTG)、拉伸试验和扫描电镜(SEM)对其化学结构、相对分子质量、玻璃化转变温度、热稳定性和力学性能进行表征.结果表明共聚型含氟GAP基热塑性弹性体的数均相对分子质量为33520,玻璃化转变温度为-33.3℃,热分解温度大于220℃,断裂强度为5.94 MPa,断裂伸长率为886％,具有良好的热稳定性和优异的力学性能.此外,利用慢烤燃法研究了共聚型含氟GAP基热塑性弹性体/铝粉的热分解特性,结果证实共聚型含氟GAP基热塑性弹性体/铝粉烤燃响应温度达到301℃,热分解反应可释放更多热量.     

人工神经网络方法在火炸药科学领域应用进展

本文从炸药装药密度影响因素、混合点火药燃速预测、爆破预测、发射药安全寿命预测等方面就人工神经网络(ANN)方法在火炸药科学领域的应用现状进行了分析总结，认为人工神经网络的在线训练方法和多组分预测方法能够对火炸药快速研制发挥更大作用，有重要工程价值。     

某些火炸药色谱分析中的样品前处理技术

用色谱法分析火炸药样品时,首先要将待测物从固体基质中萃取到溶剂中。传统的火炸药样品前处理方法,如:索式提取(SE)法、溶剂溶解水沉淀(SDWP)法,所需时间太长,不能满足现代快速检测的需求。本研究考察了超声辅助萃取(UAE)、开放式聚焦微波辅助萃取(MAE)、加压加热萃取(PLE)对某些火炸药的萃取效果。结果表明,MAE、PLE需选择不溶解硝化棉(NC)仅溶解待测物的萃取溶剂。UAE、MAE、PLE比SE、SDWP萃取时间短。UAE适用于以非NC聚合物作粘合剂的疏松质地的火炸药样品的萃取。MAE由于硝化甘油(NG)在常压下加热后挥发明显,限制了较高萃取温度的使用,即限制了微波的作用,萃取效率相对于昂贵仪器的性价比不高。PLE可抑制NG的挥发和分解,对包括黑索今(RDX)在内的待测物有很强的溶解能力,有萃取效率高、适用面广的优点,缺点是运行成本较高。     

无规嵌段型含氟PAMMO基热塑性弹性体的合成与表征

为提高聚3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环(PAMMO)基粘合剂的综合性能,利用阳离子开环聚合合成聚3,3-二(三氟乙醇甲醚基)氧丁环(PBFMO),与PAMMO共同作为原料,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)作为偶联剂,进一步合成无规嵌段型PAMMO基热塑性弹性体。分别采用FT-IR,NMR,GPC,DSC,TG/DTG,万能材料试验机对其化学结构、相对分子质量、热稳定性和力学性能进行表征。结果表明无规嵌段型PAMMO基热塑性弹性体的数均相对分子质量为38200,热分解温度大于220℃,断裂强度为15MPa,断裂伸长率为700%,具有良好的热稳定性和优异的力学性能。     

含NHn（n=0~4）的化合物对DNAN凝固过程及凝固温度的影响机理

为了研究高氯酸铵(AP)、硝酸胍(GN)、硝基胍(NQ)、N?甲基?4?硝基苯胺(MNA)、奥克托今(HMX)等含NH_n(n=0~4)的化合物影响2,4?二硝基苯甲醚(DNAN)凝固过程及凝固温度的机制,采用差示扫描量热(DSC)法和光学显微镜法研究了AP含量及不同添加物对DNAN凝固温度的影响;采用显微镜观测了含添加物DNAN试样在薄层中的凝固过程,计算了凝固线速度,获得了试样动态结晶过程特征;采用扫描电镜测试了Φ20 mm药柱断面微观形貌,研究添加物对样品成型性的影响规律;根据结晶热力学理论研究了DNAN凝固焓与凝固温度的关系;分析了含NH_n(n=0~4)的化合物对DNAN凝固温度的影响机理并开展了试验验证。结果表明,AP可显著提高DNAN凝固温度,但AP含量及GN、NQ、MNA、HMX等化合物的加入对凝固温度无显著影响;由于凝固温度提高,含AP试样在薄层中凝固线速率最低、结晶为粗大树枝晶。而在体生长时,受结晶潜热影响的纯DNAN微观形貌为柱块状,而含添加物的DNAN试样则显示出结晶细小的特征。分析了DNAN的凝固热力学特征,凝固温度与凝固焓体现出正相关性,且受异质添加物颗粒对非均匀形核的影响。而DNAN凝固温度影响机理及试验验证表明,含NH₄⁺离子的化合物可显著提高DNAN凝固温度。     

AlH3配合物研究进展

AlH₃是一种新兴的含能材料,与Al粉相比,具有更高的能量密度。同时AlH₃燃烧释放大量的氢气,能显著降低燃气平均分子量,可以用作火炸药的含能组分。但AlH₃转晶过程极为危险,不稳定杂相分离困难,难以获得纯净的稳定相α-AlH₃。制备AlH₃配合物则可规避转晶的危险性,同时配合物保持了AlH₃的结构单元,可以通过重结晶方法进行纯化,具有广阔的应用前景。本文综述了AlH₃配合物的合成方法、AlH₃配合物的配位模式以及AlH₃配合物的种类及应用,重点分析了叔胺、叔膦、醚和卡宾配体及不同配位结构对AlH₃配合物的热化学性能的影响,展望了AlH₃配合物的研究方向。