纳米复合含能材料的研究进展

对纳米复合材料的研究进展进行了综述,例举多种纳米复合材料的制备方法:sol-gel法、溶剂/非溶剂法、高能研磨法、多孔金属/填充物复合法。对这些制备方法及制品的性能进行了分析,认为纳米复合材料提供了研究含能材料的新角度,改进了纳米粉体含能材料储存使用过程的安全性,减轻了粒子团聚现象,有利于充分发挥材料的纳米特性。纳米复合含能材料的制备技术、制备工艺参数及制品结构对其性能的影响规律研究还处在探索阶段,今后还需理论和实践两个方面进行更加深入地分析、探讨。

聚叠氮缩水甘油醚改性研究进展

综述了GAP在含能热塑性弹性体、含能增塑剂、含能固化剂中的应用。介绍了GAP通过共聚、封端或使用特殊起始剂等方法的改性。其中,GAP基热塑性弹性体、GAP共聚物、端酯基(或烷氧基)端叠氮基的GAP增塑剂和高相对分子质量的GAP具有良好的应用前景。

GAP基热塑性弹性体的合成及表征

以预聚端羟基叠氮缩水甘油醚(GAP)为软段、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用熔融预聚二步法合成了一种高能低敏感发射药使用的含能热塑性聚氨酯弹性体(ETPE)。确定了反应时间为2 h,熟化时间为3 d。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)、力学性能测试、动态热机械分析(DMA)等分析测试技术对ETPE的性能进行了表征。结果表明,当—NCO/—OH物质的量比(R值)为0.98,硬段质量百分含量为40%时,热塑性弹性体的抗拉强度为6.12 MPa,延伸率为71%;在所得ETPE中添加含能增塑剂双(2,2-二硝基丙基)缩甲醛/缩乙醛(BDNPF/A)后,延伸率有所下降。

超细炸药粉体性能及其应用研究进展

综述了超细炸药粉体的性能及应用研究现状。对超细炸药性能变化进行了分析,表明超细炸药粉体及PBX配方具有机械撞击感度低、冲击波感度高、爆速增加、高压短脉冲起爆感度增加、传爆性能变好等特性。对今后超细炸药粉体研究、应用进行了展望,提出今后的研究方向是充分发挥多学科优势,进一步开展超细炸药粒子制备、粒子活性保护、粒子分散技术及作用机理的研究,以获得具有实际应用价值的超细炸药粉体及配方。

含能热塑性弹性体研究进展

综述了含能热塑性弹性体的合成、性能及研究进展,指出含能热塑性弹性体是火炸药粘合剂的一个重要发展方向。

PBAMO/GAP三嵌段共聚物的合成和表征

以GAP为起始剂,三氟化硼乙醚为引发剂,通过阳离子开环聚合反应合成出聚3-3-双叠氮甲基氧杂丁烷/叠氮缩水甘油醚(PBAMO/GAP)三嵌段共聚物。用IR、1 HNMR、GPC、DSC和TG方法对产物的结构和性能进行了表征。结果表明,PBAMO/GAP三嵌段共聚物的相对分子质量可控,官能度接近理论值,产物具有热塑性弹性体的性质。产物的分解温度为229℃,具有较好的热稳定性。

GAP-ETPE基发射药配方的能量特性分析

采用内能法计算了GAP含能热塑性弹性体(ETPE)为基的多个发射药配方的能量特性参数。结果表明,RDX/ETPE/A3发射药的火药力约为1170kJ/kg,用CL-20、TNAZ等替代配方中的RDX,火药力呈线性规律变化,并且能够得到1300kJ/kg以上的火药力。不同的含能增塑剂对配方的能量有很大的影响,含BTTN、BuNENA发射药配方具有很高的能量,RDX/ETPE/NC/BTTN(ETPE与NC的质量比为70:30)发射药配方的火药力在较宽的范围内都可以达到1200kJ/kg。

热塑性弹性体在太根发射药中的应用研究

为了提高高能硝胺太根发射药的力学性能,在配方中添加了热塑性弹性体(TPUE)。测试了发射药的静态力学和定容燃烧性能,研究了TPUE添加量对发射药力学、能量和燃烧性能的影响。研究结果表明:加入1%～3%TPUE的硝胺太根发射药,在火药力(f)大于1150kJ.kg-1时,低温冲击强度提高60%以上,显示出高能量高强度的特征。随着TPUE含量的增加,火药力逐渐降低,余容α略有上升,压力指数n逐渐增大,TPUE加入量为3%时,f、α、n分别变化2%、1.4%和5.3%。

ETPE发射药等离子体点火的燃烧特性

为解决ETPE发射药点火延迟时间长及难点火的问题,用高功率脉冲电源通过等离子体发生器产生电弧等离子体点燃ETPE发射药,并研究了ETPE发射药在等离子体作用条件下的点火燃烧特性。结果表明,与常规点火方式相比,等离子体作用使ETPE发射药的燃速显著增强,点火延迟期缩短,点火的一致性改变。分析认为,等离子体高温高速射流的强作用使得RDX颗粒快速越过吸热熔融过程达到分解放热阶段,所以ETPE发射药点火延迟期缩短以及燃烧初期燃速提高。

绿色固体推进剂的研究现状及展望

综述了无铅双基系推进剂、可再生TPE推进剂和绿色复合推进剂的研制现状,总结了各类绿色推进剂的特点和发展过程中的技术难题,指出了绿色推进剂的一些技术发展方向,如非铅催化剂的纳米化技术、高效负载技术和复合技术,含能热塑性弹性体的合成及应用技术,硝仿肼(HNF)提纯技术以及新型高能氧化剂合成技术等。

热塑性聚氨酯硬段含量对CL-20钝感效果的影响研究

合成了以PET/PEPA为软段的不同硬段含量的热塑性聚氨酯弹性体(TPU),利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶变换红外(FTIR)对其进行了表征,并测试了其力学性能。通过水-溶液悬浮法将TPU包覆于六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20),对包覆后的CL-20进行了撞击感度、表面能和XPS测试。结果表明,不同硬段含量热塑性弹性体的包覆钝化效果不同,弹性体的力学性能与包覆效果(撞击感度、表面张力)具有一定关系。当硬段含量为50%时,TPU的强度和韧性适中,CL-20被其包覆后,撞击感度明显降低,特性落高达到46.2cm,XPS测试所得包覆度达到68.13%。

含能热塑性弹性体研究进展

含能热塑性弹性体结合了含能材料和热塑性材料的特点,具有能量高、感度低、燃尽性好、可再加工、可回收利用等优点,在火炸药领域具有重要的应用价值,成为含能材料研究的前沿与热点。综述了含能热塑性弹性体的研究与应用进展,重点阐述了官能团预聚体法、活性顺序聚合法和大分子引发剂法等合成方法;介绍了直接法、间接法、溶液法和本体法制备工艺;总结了相关的结构表征和基本性能,如链段组成及序列、微相分离、氢键化和结晶度以及热分解、感度、相容性、流变、生成焓和燃烧性能等;阐明了构建键合和自修复功能以及提升力学性能和能量水平的方法;论述了含能热塑性弹性体在发射药、混合炸药、固体推进剂和可燃药筒及改性球形药等方面的应用进展,总结了目前存在的问题和不足,指出了未来研究和发展的主要方向。

复合材料内高含量固体的分散性评价方法

为研究热塑性弹性体(TPE)发射药体系内固体分散相的分散性,用不同工艺条件制备了高固含量TPE基复合材料样品,用金相显微镜测试了样品的截面。通过Image J图像分析软件将显微照片转换为二值图,得到分散性参数。应用颗粒面积分数法、偏态样方法、分散度D法和材料分形法定量评价了样品颗粒的分散性。结果表明,颗粒面积分数法可用于评价固体颗粒的团聚程度,其他3种方法可以定量评价固体颗粒在复合材料中的分散均匀性,而且评价结果较为一致,其中分散度D法评价分散均匀性的操作简单、适用性更好。

国外四嗪四唑类高氮含能材料研究进展

对国外正在研究的四嗪、四唑类高氮含能材料进行了综述,介绍了部分四嗪、四唑类高氮化合物及其衍生物的合成、理化性质和应用前景,对国外研究的3,6 二肼基 1,2,4,5 四嗪(DHT)、3,3′ 偶氮(6 氨基 1,2,4,5 四嗪)(DAAT)、3,6 双(1氢 1,2,3,4 四唑 5 氨基) 1,2,4,5 四嗪(BTATz)、联四唑(BHT)等进行了重点描述。

石墨烯在含能材料中的应用研究进展

从石墨烯及其复合物催化剂、石墨烯添加剂和石墨烯及其复合含能材料等3个方面,介绍了近年来石墨烯在含能材料应用方面的最新研究进展。认为石墨烯及其复合催化剂对推进剂含能组分具有明显的催化作用;添加石墨烯后,推进剂燃烧及力学性能得到改善;氧化石墨烯及石墨烯构成的钝感剂可降低含能材料的机械感度;石墨烯及其复合物含能材料具有优异的性能,更大的能量释放率。提出了石墨烯在含能材料领域的发展方向和应用前景。附参考文献42篇。

基于自组装方法制备纳米含能材料的研究进展

纳米含能材料具有优异的性能,近年来已成为纳米材料和含能材料两个研究领域的热点之一。简要介绍了纳米含能材料常用的制备方法,分析了已有的纳米含能材料自组装制备方法,提出了大分子自组装制备纳米含能材料的新思路。综述了大分子自组装及其与纳米粒子协同自组装用于纳米材料制备方面的研究进展。分析表明,基于大分子自组装制备纳米含能材料具有良好的应用前景,但是目前仍处于探索阶段,今后还需要从理论和实验两个方面进行更加深入的研究。