硅烷偶联剂改性α-AlH_(3)材料的制备及其与HMX和CL-20的相容性

为提高α-AlH_(3)与HMX和CL-20的相容性,选用带有不同有机官能团的硅烷偶联剂对α-AlH_(3)进行包覆改性。通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对包覆改性前后α-AlH_(3)的结构和形貌进行表征,并考察α-AlH_(3)和改性后所得材料分别与HMX和CL-20的相容性。结果表明:硅烷偶联剂在不改变α-AlH_(3)本体结构的基础上,可在其表面形成均匀的包覆层;其中γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)包覆改性提高了α-AlH_(3)热稳定性,使其最高热分解温度提高1.7℃,活化能Ea值增加2.21 kJ·mol^(-1);γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性后,α-AlH_(3)与HMX混合体系的相容性从3级提升至1级;KH550改性后,α-AlH_(3)与CL-20混合体系的相容性从4级提升至1级。

α-AlH_(3)表面包覆及稳定化研究

采用溶液共混法,以多官能度异氰酸酯(N-100),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),甲苯二异氰酸酯(TDI),聚异丁烯(PIB),石蜡作为包覆剂,对α-AlH_(3)进行了表面包覆,并考察了包覆样品的热稳定性及湿稳定性。结果表明,包覆样品热稳定性得到了提高,60℃,10 d老化后,N-100包覆α-AlH_(3)样品热稳定性最好,氢含量仅下降0.9%。通过包覆改善了样品湿稳定性,包覆样品在相对湿度达到70%之前,吸湿量增大均不明显,N-100包覆样品吸湿量最低,防湿效果最好。

含α⁃AlH_(3)的HMX基凝聚相炸药的安全性和爆轰性能

为了探索α‐AlH_(3)在凝聚相炸药中的爆轰反应规律,对α‐AlH_(3)的安全特性进行了表征。结果表明α‐AlH_(3)热稳定性较差,对温湿度敏感,处理α‐AlH_(3)样品时应控制室温不超过30℃,相对湿度不大于60%。以自主设计的梯次控温冷却直接法造型粉制备工艺,制备了以HMX为主炸药的系列含α‐AlH_(3)炸药配方样品,并对其安全性、爆轰性能、做功能力、爆炸反应过程进行了研究。结果表明,造型粉机械感度低,成型能良好;α‐AlH_(3)含量超过10%后药柱成型相对密度随α‐AlH_(3)含量增加而降低;α‐AlH_(3)的特征爆速为6078 m·s-1,含α‐AlH_(3)的HMX基凝聚相炸药与同质量分数含铝炸药相比,二者总做功能力相当,含α‐AlH_(3)炸药爆轰产物在高压和中压阶段做功能力较低;α‐AlH_(3)中的氢元素在爆轰产物中主要以氢气的形式存在。

多壁碳纳米管包覆α–AlH_(3)及其稳定性研究

采用多壁碳纳米管对α–AlH_(3)进行表面包覆处理,通过扫描电镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重分析、水接触角等测试手段对样品进行表征。与未进行包覆处理的α–AlH_(3)相比,多壁碳纳米管包覆α–AlH_(3)的晶型结构保持不变,w(H)下降0.36%,疏水性和热性能显著提高;在25℃、85%相对湿度条件下储存18 d,样品质量增加率由15.3%下降至0.23%,α–AlH_(3)的抗水性、湿热稳定性明显提高。