新型高能发射药表面处理技术研究

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为了改善叠氮硝胺发射药(DA药)的初始燃气生成规律,改善其应用性能,本论文在1,3-偶极环加成反应原理的基础上提出了新的表面钝感处理方法,即采用端炔基化合物作为钝感剂前躯体,与叠氮硝胺反应生成聚三唑大分子,从而在降低DA药初始燃气生成速率和实现渐增性燃烧效果的同时确保钝感药良好的长储稳定性能。以均苯三甲酸和丙炔醇为原料,采用酰氯化法制备了1,3,5-苯三甲酸三炔丙酯(TPBC),并使用高效液相色谱、红外光谱和核磁共振对其纯度和结构进行了表征。以TPBC为钝感剂,采用转鼓钝感工艺对DA药进行表面处理,并以传统的小分子物质邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和高分子物质聚己二酸丙二醇酯(PPA)作对比钝感剂,研究了钝感DA药的燃烧性能和长储稳定性。结果表明,采用DBP钝感的DA药在常温下放置3个月后燃烧性能就发生了很大的变化,采用PPA钝感的DA药在50℃下长储3个月后钝感剂也发生了明显的迁移,因此DBP和PPA都不能用作DA药的钝感剂。采用TPBC钝感的DA药,起始燃烧活度从未钝感DA药的6.3(MPa·s)-1降到3.3(MPa·s)-1,有效地降低了初始燃气生成速率;最大燃烧活度处的相对压力Bm为0.498,燃烧渐增性系数Pi为0.128(未钝感DA药的Pi为-0.176),具有明显的渐增性燃烧效果;在常温和50℃下长储3个月后,初始燃烧活度基本不变,仅在燃烧中后期活度稍有降低,具有良好的长储稳定性能。以三乙醇胺为原料,IPDI为桥联剂,丙炔醇为封端剂,成功地合成了端炔基三乙醇胺(ATTEA).以ATTEA为钝感剂,采用转鼓钝感工艺对DA药进行表面处理,结果表明:ATTEA对DA药具有很好的钝感阻燃效果,初始燃烧活度仅为1.5(MPa·s)-1左右;DA-ATTEA发射药具有较好的渐增性燃烧效果,其最大燃烧活度对应的相对压力Bm为0.406,燃烧渐增性系数Pi为0.754;热加速老化实验也表明DA-ATTEA发射药具有较好的长储稳定性能。论文研究结果表明,1,3-偶极环加成反应原理在叠氮硝胺发射药表面处理技术中具有广阔的应用前景,该方法值得深入研究。
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