表面钝感剂在高能发射药中的浓度分布及稳定性研究

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为研究高能发射药中表面钝感剂的浓度分布及稳定性,选择拉曼光谱法和密闭爆发器法进行了可行性试验分析。在此基础上,采用小分子钝感剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、高分子钝感剂聚己二酸丙二醇酯(PPA)、新型钝感剂均苯三甲酸三炔丙酯(TPTM),对三种增塑剂含量不同的双基发射药和一种增塑剂含量较高的叠氮硝胺发射药进行表面钝感处理,研究分析了钝感剂类型、发射药中增塑剂含量、钝感工艺对发射药中表面钝感剂浓度分布的影响;采用热加速老化试验,研究分析了三种表面钝感剂在不同增塑剂含量发射药中的迁移规律。主要研究结果如下:(1)采用拉曼光谱仪测量发射药中钝感层不同位置的拉曼峰,在激发光激发下易产生荧光会湮没其拉曼峰,无法得到钝感剂的准确浓度分布;采用密闭爆发器对表面钝感发射药和未钝感发射药进行对比试验,通过燃烧过程L~B曲线的数学处理,可以间接分析表面钝感剂在发射药中的浓度分布规律;结合热加速老化试验和密闭爆发器试验,可以较好地表征发射药中表面钝感剂的迁移规律。(2)在增塑剂含量较高的DAG115叠氮硝胺发射药中,小分子钝感剂DBP的扩散深度最深,在发射药表层浓度梯度最小;新型钝感剂TPTM的扩散深度最浅,在发射药表层浓度梯度最大;高分子钝感剂PPA介于两者之间。在SJ1、SJ2、SJ3三种增塑剂含量不同的双基发射药中,小分子钝感剂DBP和高分子钝感剂PPA的浓度分布规律相似,发射药中增塑剂含量越高,钝感剂扩散深度越深,钝感剂在表层的浓度梯度越小。(3)采用湿法钝感工艺和干法钝感工艺对发射药表面钝感处理,钝感剂的扩散深度和表层钝感剂的浓度梯度分布规律基本一致;在湿法钝感工艺中,钝感剂的加入顺序对发射药中钝感剂的浓度梯度影响不大,在50℃和60℃两个钝感温度下,钝感剂的扩散深度基本一致,60℃钝感发射药的表层钝感剂浓度梯度相对大一些。(4)在60℃热加速老化试验条件下,小分子钝感剂DBP和高分子钝感剂PPA在增塑剂含量较高的高能发射药中都表现出了明显的迁移性,并且随着发射药中增塑剂含量增加,钝感剂更容易发生迁移,其中DBP的迁移性明显大于PPA;对于新型钝感剂TPTM,由于其炔基和叠氮硝胺发射药中的叠氮基反应生成网状大分子,可有效阻止钝感剂的迁移,热加速老化前后的燃烧性能基本不变。
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