【摘 要】
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针对钝感剂在发射药贮存期间的扩散迁移影响发射药服役寿命的问题,采用分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation,MD Simulation)比较邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基硝氧已基硝铵(Bu-NENA)、硝化三乙二醇(TEGDN)与聚新戊二醇己二酸酯(NA)四种典型钝感剂在发射药体系中的扩散性能。同时,探究温度、硝化棉(NC)含氮量、钝感剂浓度和硝化甘油(NG)含
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针对钝感剂在发射药贮存期间的扩散迁移影响发射药服役寿命的问题,采用分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation,MD Simulation)比较邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基硝氧已基硝铵(Bu-NENA)、硝化三乙二醇(TEGDN)与聚新戊二醇己二酸酯(NA)四种典型钝感剂在发射药体系中的扩散性能。同时,探究温度、硝化棉(NC)含氮量、钝感剂浓度和硝化甘油(NG)含量对钝感剂在发射药中扩散性能的影响。通过钝感剂与NC的分子间相互作用力、钝感剂/NC体系的自由体积两个方面研究钝感剂在发射药中的扩散机理。研究结论如下:在25℃下,四种典型钝感剂在NC体系中的扩散系数的大小顺序分别为TEGDN>Bu-NENA>DBP>NA。研究结果表明:钝感剂的相对分子质量、钝感剂与NC分子间作用力、钝感剂/NC体系的自由体积均会影响钝感剂在NC体系中扩散。DBP和NA的扩散系数随着温度的升高而增加。研究结果表明:随着温度升高,NC与DBP、NA的分子间相互作用力随之减弱,同时钝感剂/NC体系内的自由体积也随着增加,意味着DBP、NA扩散的有效活动空间随温度升高而增大,导致扩散越容易发生,DBP、NA的扩散能力也就越强。当25℃时,DBP、NA的扩散系数均随着增塑剂NG含量的增加而增加,钝感剂在含有0%、10%、15%NG的NC体系中的扩散系数大小顺序为:DBP(15%NG)>DBP(10%NG)>DBP(0%NG),NA(15%NG)>NA(10%NG)>NA(0%NG)。研究表明:增塑剂NG的添加减弱了NC与DBP、NA分子间的作用力,导致DBP、NA的运动更活跃,扩散能力增强。DBP的扩散系数随着NC含氮量的增加而减小,DBP在含氮量为11.43%、12.3%、13.16%的NC体系的扩散系数的大小顺序为:DBP(11.43%NC)>DBP(12.3%)>DBP(13.16%)。研究结果表明:NC含氮量越高,-NO2含量也就越高,-OH含量就越少,会影响NC与DBP分子间作用力、NC分子内作用力;DBP的扩散系数随着浓度的增加而增加,浓度为80%、75%、60%、30%的DBP在NC体系中的扩散系数大小顺序为:DBP(80%)>DBP(75%)>DBP(60%)>DBP(30%)。研究表明:DBP/NC体系的自由体积随着DBP浓度增加而增加,提供给DBP运动的相对空间就越大,越利于DBP在NC体系中扩散。通过分子动力学模拟方法研究钝感剂在发射药中的扩散性能,为预测钝感发射药的寿命提供理论指导。
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