【摘 要】
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为了提高含能材料挤出加工的质量,本文使用超临界二氧化碳（SC-CO2）作为增塑剂,辅助含能材料代料醋酸纤维素（CA）挤出成型。通过狭缝流变仪研究不同工艺条件下CA溶液在挤出加工中的流变性能,并以此为基础研究SC-CO2辅助挤出CA溶液在挤出加工中的流变性能,最后通过冲击强度试验机研究不同工艺条件下SC-CO2辅助挤出CA制品的力学性能。本文研究的结果为含能材料在挤出加工中的应用、安全性及调控发射药
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为了提高含能材料挤出加工的质量,本文使用超临界二氧化碳（SC-CO2）作为增塑剂,辅助含能材料代料醋酸纤维素（CA）挤出成型。通过狭缝流变仪研究不同工艺条件下CA溶液在挤出加工中的流变性能,并以此为基础研究SC-CO2辅助挤出CA溶液在挤出加工中的流变性能,最后通过冲击强度试验机研究不同工艺条件下SC-CO2辅助挤出CA制品的力学性能。本文研究的结果为含能材料在挤出加工中的应用、安全性及调控发射药产品的质量提供了一定的理论依据。结果表明:CA溶液和CA/SC-CO2溶液均是非牛顿假塑性流体。SC-CO2的注入降低了CA溶液的剪切粘度、口模压力和稠度系数,提高了流动指数和体积流速。加工温度为50°C,溶剂比为1.20m L?g-1时,CA/SC-CO2溶液的稠度系数K值比CA溶液降低了19.44%,剪切速率为10s-1时,CA/SC-CO2溶液的剪切粘度比CA溶液降低了15.53%,螺杆转速为10r?min-1时,CA/SC-CO2溶液的口模压力比CA溶液降低了14.87%,体积流速增加了37.75%;SC-CO2的注入对CA溶液在挤出过程的增塑作用与升高温度或增加溶剂比的效果一致;随着温度或螺杆转速、溶剂比的增加,CA溶液和CA/SC-CO2溶液的剪切粘度逐渐降低,当温度超过50°C后,CA/SC-CO2溶液的剪切粘度降幅变化较小,当螺杆转速从6r?min-1升至8r?min-1时,CA溶液和CA/SC-CO2溶液的剪切粘度降幅较大;CA溶液和CA/SC-CO2溶液的剪切粘度敏感指数和粘流活化能随着温度的升高逐渐降低;CA溶液和CA/SC-CO2溶液的口模压力随着温度或溶剂比的增加逐渐降低,随着螺杆转速的增加逐渐增加,当温度从40°C升至50°C时,CA溶液和CA/SC-CO2溶液的口模压力降幅较大;随着温度或螺杆转速、溶剂比的增加,CA溶液和CA/SC-CO2溶液的体积流速逐渐增加。根据力学性能测量结果,随着螺杆转速的增加,纯CA制品的冲击强度变化较小,而SC-CO2辅助挤出的CA制品的冲击强度不断增加;SC-CO2辅助挤出的CA制品的冲击强度随着SC-CO2注气流量或温度、溶剂比的增加逐渐下降,当注气流量超过0.03m L·min-1或温度超过55°C、溶剂比超过1.20m L·g-1后,CA制品中的泡孔出现了合并、坍塌等现象。
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