聚多巴胺改性的CL⁃20 和FOX⁃7 炸药力学性能及热稳定性
2021-12-02杨学林曾诚成巩飞艳杨文彬杨志剑
杨学林,曾诚成,巩飞艳,杨文彬,杨志剑
(1. 中国工程物理研究院化工材料研究所,四川 绵阳 621999;2. 西南科技大学 材料科学与工程学院,四川 绵阳 621010)
1 引言
火炸药因其分子结构中含有爆炸性基团,受到一定的热、力等外界刺激后会迅速释放大量的能量,并对周围事物造成巨大的损伤和破坏[1-2]。安全弹药是目前武器装备系统的发展目标,因此加强高能钝感炸药的研制,或者是提升现有高能炸药的热稳定性能、力学性能,有利于提高武器弹药在生产、运输、储存、使用等过程中的安全性,减少人员和经济损失[3-4]。
近年来,基于仿生领域发展而来的多巴胺(DA),因其可以在大多数表面形成强有力的分子粘附层,在表面改性领域得到了广泛的应用[5-7]。聚多巴胺(PDA)的氧化自聚合可在水溶液中进行,反应条件温和可控,适用于炸药晶体的表面改性。Gong[8]等发现利用PDA 包覆1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(HMX)可以形成有效的刚性壳层,抑制HMX 炸药β→δ的晶相转变,提高了HMX 的热稳定性。He[9]等利用多巴胺原位聚合包覆1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB),获得不同时间的包覆厚度。接触角测试表明,经过多巴胺处理的TATB 与黏结剂之间界面黏附功增强。因此,PDA 可以用作炸药晶体表面修饰层,改善炸药晶体和黏结剂之间的界面作用,从而提升高聚物黏结炸药(PBX)的力学强度。
CL-20 是现已知综合性能优异的炸药之一,其密度、爆速、能量密度等都比HMX 高,将逐渐取代一些传统含能化合物,在含能材料领域拥有广阔的发展前景[10-11]。CL-20 有α、β、γ、ε四种不同晶相,温度的改变会导致晶相之间发生转变,同时CL-20 还存在感度高等缺点,在复杂热物理环境下安全性能较低。……
