超临界二氧化碳在螺杆挤出过程中塑化混合酯发射药的研究:在线流变仪设计与实验测量

为了改善混合酯发射药的加工流动性,在其挤出过程中注入超临界二氧化碳(SC-CO_(2))作为增塑剂;为了更好地研究塑化过程,设计制造了一个在线狭缝流变仪用来测量混合酯发射药的剪切黏度和流变参数。流动曲线表明,混合酯发射药和SC-CO_(2)/发射药混合物都是非牛顿假塑性流体,幂律模型可以用来描述SC-CO_(2)/发射药混合物的流变行为。实验研究了剪切黏度随加工温度和增塑剂含量的变化规律,结果显示较高的加工温度有利于降低剪切黏度。在注入SC-CO_(2)后,黏流活化能降低了约20 kJ/mol。SC-CO_(2)被证明是一种有效的增塑剂,可以显著改善混合酯发射药的流动性。并且随着SC-CO_(2)含量的增加,挤出过程中的流动性会更好,但增塑剂含量的不断增加并不能无限制地提升塑化效果。

动态气氛下混合酯发射药的热分解性能

采用热重分析(TG)技术和差示扫描量热(DSC)技术研究了含二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)的混合酯发射药动态气氛下的热分解性能。结果表明,该类混合酯发射药的热分解主要分两步进行:第一步为发射药中NG和TEGDN的挥发分解,第二步为发射药中NC和二号中定剂(C2)的分解;两步分解过程的失重量和最快失重温度点随配方中TEGDN和NG质量比的不同而有差异;混合酯发射药在不同压强下的DSC曲线上均只呈现一个明显的分解放热峰,且放热峰的峰温随压强增大而降低。

DEGDN混合硝酸酯发射药的化学安定性

采用120℃甲基紫和106.5℃维也里法研究了硝酸酯含量、二号中定剂含量对硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的化学安定性的影响。结果表明,随着硝酸酯含量的增加,硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的维也里重复10次法和至1小时法的变色时间缩短,甲紫基变色时间也变短;随着二号中定剂含量的增加,硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的维也里和甲基紫变色时间增长。热加速老化试验预估维也里和甲基紫安定性时间偏短的硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的安全贮存寿命为40年,满足了火炸药安全贮存寿命的要求。