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粘结剂复合方式对硼粉热性能的影响研究

兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 223-229页

作者：胡秀丽何宏军王路瑶杨春海姚霞喜周伟良肖乐勤刘所恩陈锦芳常熟理工学院材料工程学院江苏常熟215500 上海航天动力技术研究所上海201108 南京理工大学南京210094 山西北方兴安化学工业有限公司太原030008

为了研究含能粘结剂硝化纤维素与微米硼粉的不同复合方式对硼粉热氧化性能的影响,采用热重分析测试手段分析了不同复合方式(简单机械复合、浇膜复合、团聚造粒改性)对1μm硼粉热性能的影响,建立了3种改性后硼粉的燃烧模型,研究了含能粘... 详细信息

为了研究含能粘结剂硝化纤维素与微米硼粉的不同复合方式对硼粉热氧化性能的影响,采用热重分析测试手段分析了不同复合方式(简单机械复合、浇膜复合、团聚造粒改性)对1μm硼粉热性能的影响,建立了3种改性后硼粉的燃烧模型,研究了含能粘结剂硝化纤维素含量对其热氧化性能的影响。结果表明:团聚造粒改性对其氧化性能改善最佳;简单机械复合、浇膜复合和团聚造粒改性分别使硼粉氧化温度提前了0.1、29.4、112.3℃;简单机械复合与团聚造粒改性使硼粉最终氧化率分别提高了3.4%和13.8%,而浇膜复合无较大改善作用;随着硝化纤维素含量的增加,硼粉的氧化性能增强。

关键词：含能粘结剂硝化纤维素硼粉复合方式热氧化性能

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含能粘结剂聚缩水甘油硝酸酯的合成与表征

合成化学 2008年第6期16卷 628-631页

作者：马卿李金山李洪珍中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900

分别以环氧氯丙烷和丙三醇为起始原料,合成了缩水甘油硝酸酯和聚缩水甘油硝酸酯,其结构经1H NMR,IR,GPC和DSC表征。

关键词：含能粘结剂缩水甘油硝酸酯聚缩水甘油硝酸酯合成表征

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含能粘结剂对铝化炸药爆炸能量的影响

含能材料 2004年第A2期12卷 373-375页

作者：周俊祥徐更光王廷增北京理工大学机电工程学院北京100081

计算了几种含能热塑性弹性体粘结剂对铝化炸药爆炸能量的影响。结果表明，含能粘结剂的密度和氧平衡值是影响铝化炸药化学能的主要因素，高密度、高氧平衡值的BAMO／PGN粘结剂可明显地提高铝化炸药水下爆炸的能量水平。

关键词：含能粘结剂铝化炸药爆炸能量氧平衡值

PBT/A3基RDX含铝炸药爆炸能量特性研究

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兵工自动化 2024年第4期43卷 22-27,61页

作者：彭泓铮黄开书陈文肖师云李国平谭正军肖伟高位重庆红宇精密工业集团有限公司科技发展部重庆402760 北京理工大学材料学院北京100081

为掌握PBT/A3粘结剂体系对含铝炸药爆炸能量的影响特性,以PBT/A3粘结剂体系为研究对象,复合RDX和Al粉设计PBT/A3基RDX含铝炸药配方。测试炸药复合体系密度、爆速、爆热等性能,并与相同条件HTPB基RDX含铝炸药进行对比,探讨PBT/A3粘结剂... 详细信息

为掌握PBT/A3粘结剂体系对含铝炸药爆炸能量的影响特性,以PBT/A3粘结剂体系为研究对象,复合RDX和Al粉设计PBT/A3基RDX含铝炸药配方。测试炸药复合体系密度、爆速、爆热等性能,并与相同条件HTPB基RDX含铝炸药进行对比,探讨PBT/A3粘结剂对炸药密度及爆炸本征能量爆速和爆热影响;开展PBT/A3基含铝炸药冲击波超压性能测试,对其近/远场冲击波能量释放特性进行分析和讨论。研究结果表明:较于HTPB基RDX含铝炸药,PBT/A3粘结剂对复合体系装药密度提升9.1%,爆速和爆热分别提升1.45%和11.47%,能量密度提升较为明显;PBT/A3基炸药近场超压当量为1.6倍,远场超压当量为1.69倍,PBT/A3含能粘结剂体系的引入改善了复合体系氧平衡,有利于Al粉充分燃烧提高其远场能量释放。

关键词： PBT/A3粘结剂 RDX含铝炸药爆炸能量含能粘结剂

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几种含能粘结剂的热分解动力学

几种含能粘结剂的热分解动力学

作者：张建北京理工大学

学位级别：硕士

含能粘结剂在PBX炸药和固体火箭推进剂中已被广泛应用，其中具有代表性的是偕二硝基类粘结剂和聚叠氮基干油醚（GAP）型聚氨酯类粘结剂。因此，研究偕二硝基类含能粘结剂和GAP型聚氨酯类含能粘结剂的热分解动力学具有一定的理论指导和... 详细信息

含能粘结剂在PBX炸药和固体火箭推进剂中已被广泛应用，其中具有代表性的是偕二硝基类粘结剂和聚叠氮基干油醚（GAP）型聚氨酯类粘结剂。因此，研究偕二硝基类含能粘结剂和GAP型聚氨酯类含能粘结剂的热分解动力学具有一定的理论指导和现实意义。本文通过DSC非等温测定，采用动力学微分法（ASTM E698法、Ozawa法、Kissinger法、Starink法）和积分法（FWO法、KAS法）对偕二硝基类含能粘结剂及中间体2,2-二硝基-1,3-丙二醇和GAP型聚氨酯类含能粘结剂的动力学进行研究，获取相应的动力学因子（Ea、A、f()）、反应速率常数k和热力学参数（G≠、 H≠、 S≠），研究结果有助于获得基础数据和理论指导，对含能粘结剂的贮存和运输等具有重要的现实意义。本文得到的研究结果如下：（1）以硝化氧化法制备了2,2-二硝基-1,3-丙二醇（DNPDOH），利用变温XRD、FT-IR、元素分析等对其结构进行表征。通过DSC非等温测定，用Ozawa法和Kissinger法研究DNPDOH晶型转变过程和热分解过程的动力学，获得相应的动力学参数，并采用原位XRD研究了DNPDOH的晶型转变过程。研究结果表明DNPDOH在69.8°C时晶型发生转变，由体心四方晶型转变为面心立方晶型;DNPDOH在受热过程中先发生晶型转变，然后熔融，再进一步发生分解;晶型转变过程和热分解过程的活化能分别为520.8kJ·mol–1、170.7kJ·mol–1，指前因子log(A/s–1)分别为66.1、16.7。（2）通过DSC非等温测定，用ASTM E698法、Starink法和KAS法研究聚(2,2-二硝基丙基丙烯酸酯)（PDNPA）、聚(2,2-二硝基丁基丙烯酸酯)(PDNBA)和2,2-二硝基丙基丙烯酸酯-2,2-二硝基丁基丙烯酸酯共聚物（DNPA-DNBA）的热分解动力学。结果表明三种含能粘结剂的热分解活化能Ea分别为142.48kJ·mol–1、147.10kJ·mol–1和151.81kJ·mol–1，热稳定性顺序为：DNPA-DNBA＞PDNBA＞PDNPA;PDNPA、PDNBA和DNPA-DNBA的热分解机理均为随机成核和随后生长，其最概然机理函数的积分形式都为G()=[-ln(1-)]1/2和微分形式都为f()=2(1-)[-ln(1-)]1/2。则PDNPA、PDNBA和DNPA-DNBA的热分解反应的动力学方程分别为：d/dt=1.02×1014×exp(-1.71×104/T)(1-)[-ln(1-)]1/2、d/dt=2.44×1014×exp(-1.77×104/T)(1-)[-ln(1-)]1/2和d/dt=8.40×1014×exp(-1.82×104/T)(1-)[-ln(1-)]1/2。（3）通过DSC非等温测定，用ASTM E698法、Starink法和KAS法研究了取代度为11%的偕二硝基戊酰基聚苯乙烯（GDN-PS）的热分解动力学。TG结果显示GDN-PS的热分解过程有三个阶段，其中以第二阶段为主，为偕二硝基戊酰基的分解，温度范围在200-300°C，失重26.5%，且在218-278°C有一个明显的放热峰，峰温为253.8°C。由三种动力学方法计算的GDN-PS分解活化能Ea数值基本一致，分别为180.57kJ·mol–1、181.11kJ·mol–1和180.96kJ·mol–1。GDN-PS的热分解反应的机理为随机成核和随后生长，其最概然机理函数积分形式和微分形式分别为G()=-ln(1-)和f()=1-，动力学方程为d/dt=2.63×1017×exp(-2.18×104/T)(1-)。（4）通过DSC非等温测定，用FWO法和KAS法研究两种聚叠氮缩水甘油醚（GAP）型聚氨酯粘结剂（GAP-HDI和GAP-MDI）的热分解动力学。结果表明：GAP-HDI和GAP-MDI的热分解过程有两个阶段：第一段失重在200-250°C，对应样品中叠氮基的分解;第二阶段在250°C以后，为样品的软段链分解。经过动力学计算，GAP-HDI和GAP-MDI的热分解活化能Ea分别为148.74kJ·mol–1和155.58kJ·mol–1，热稳定性GAP-MDI＞GAP-HDI;研究发现GAP-HDI和GAP-MDI的热分解机理相同，为随机成核和随后生长，其最概然机理函数积分形式和微分形式分别为G()=[-ln(1-)]3/4和f()=0.75(1-)[-ln(1-)]–1/4。GAP-HDI和GAP-MDI热分解反应的动力学方程分别为d/dt=5.68×1014×exp(-1.79×104/T)(1-)[-ln(1-)]–1/4和d/dt=5.89×1015×exp(-1.92×104/T)(1-)[-ln(1-)]-1/4。

关键词：偕二硝基聚合物 GAP型聚氨酯含能粘结剂热分解动力学

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新型含能粘结剂的合成研究

新型含能粘结剂的合成研究

作者：马卿中国工程物理研究院

学位级别：硕士

含能粘结剂可作为高聚物粘结炸药(PBX)的组成部分,对PBX的能量和安全性能有着较大的影响,在火炸药中有着重要的应用前景。本论文研究了聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)、聚双叠氮甲基氧杂环丁烷(PBAMO)和双叠氮甲基氧丁环-叠氮缩水甘油醚共聚... 详细信息

含能粘结剂可作为高聚物粘结炸药(PBX)的组成部分,对PBX的能量和安全性能有着较大的影响,在火炸药中有着重要的应用前景。本论文研究了聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)、聚双叠氮甲基氧杂环丁烷(PBAMO)和双叠氮甲基氧丁环-叠氮缩水甘油醚共聚物(BAMO-GAP)三种新型含能粘结剂的合成方法。以环氧氯丙烷和丙三醇分别为起始物,通过单体缩水甘油硝酸酯开环聚合得到了PGN。以三溴新戊醇为原料,通过3,3-双叠氮甲基氧杂环丁烷开环聚合获得了PBAMO。在PBAMO合成的基础上,以其为硬段,聚叠氮缩水甘油醚为软段,采用合理的共聚方法制备了BAMO-GAP。从起始物、溶剂和催化剂的选择、原料配比以及反应时间和温度等条件对合成路线进行了详细讨论。通过红外光谱和核磁谱图(H NMR,C NMR)表征了产物的分子结构,用凝胶渗透色谱测试了其分子量,使用X射线粉末衍射法(XRD)表征了聚集态结构,采用扫描电镜观测了热塑性弹性体BAMO-GAP的表面形貌。结果表明,三种含能聚合物均为线性结构,PBAMO和BAMO-GAP为部分结晶。BAMO-GAP的结晶度随着硬段部分PBAMO配比的增加而增大。其中,硬软段摩尔比为1:1和2:1的弹性体由于可塑性相对优良,更加适合实际应用。采用差示扫描量热分析、热重分析等方法对合成含能聚合物的热分解性能进行了研究。热重分析结果表明,PGN、PBAMO和BAMO-GAP分别在150℃、200℃和230℃以前较为稳定。由Kissinger方法得到的PGN和PBAMO的热分解表观活化能分别为182.0 kJ·mol和155.6kJ·mol,比RDX的(159.8 kJ·mol)分别高22.2 kJ·mol和低4.2 kJ·mol,表明二者具有较好的热稳定性。在10℃·min升温速率下,BAMO-GAP的热分解峰温随软段的摩尔比增大而降低。

关键词：含能粘结剂聚缩水甘油醚硝酸酯聚双叠氮甲基氧杂环丁烷双叠氮甲基氧丁环-叠氮缩水甘油醚共聚物合成热分解