固相颗粒和聚合物对DNAN 微观凝固及力学性能的影响
2021-05-07张蒙蒙罗一鸣李秉擘方学谦
张蒙蒙,罗一鸣,李秉擘,方学谦,杨 惠
(西安近代化学研究所,陕西 西安 710065)
1 引言
随着对低易损弹药重视程度的提高,2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基混合炸药因其优异的不敏感性获得了青睐。国内外研究者开展了广泛的研究,并先后形 成 了PAX 系 列 炸 药[1-2]、IMX 系 列 炸 药[3]、ARX-4027[4-6]、RBUL-2[7]、RD-1[8]等 炸 药 配 方。装 填DNAN 基混合炸药的战斗部安全性得以提高,进一步扩大该类炸药使用范围成为了未来熔铸类炸药战斗部发展的趋势。
随着研究的深入及使用范围扩大,DNAN 基混合炸药的不足逐渐显现,尤其是装药力学性能方面的缺陷。DNAN 力学性能呈现硬而脆的特点[9],在传统小口径装药中,DNAN 基熔铸炸药表现出较好的装药性能[8],而在大型战斗部装药、运输、贮存、使用等过程中存在脆裂的风险,产生的裂纹等缺陷易因意外刺激而点火,使武器系统存在安全隐患,限制了DNAN 基混合炸药在大口径战斗部中的使用。
国内外对DNAN 熔铸炸药力学性能研究,一方面集中在添加N-甲基-4-硝基苯胺(MNA)等作为晶核[6,10-11]、形成多元载体或者改变工艺条件[12-13],改善载体炸药结晶性能;另一方面是在混合炸药配方中添加表面活性剂[14]或聚合物[15],增强载体与炸药颗粒的亲和力或使炸药形成类似“钢筋混凝土”的结构。研究主要集中在配方、装药及应用性能等宏观的工程化层面,通过不断的“试错”调整配方组成、工艺条件进而获得力学性能提高的DNAN 基熔铸炸药。微观结构状态决定宏观性能的外在表现。不同组分对DNAN 凝固过程中微观层面影响一直处于“黑匣子”状态,而该研究是熔铸炸药配方微观结构设计的基础。……
