高能毁伤定向战斗部武器对爆炸网络传爆药提出了更高的要求,一方面要求传爆药的临界尺寸较小,一般在亚毫米级;另一方面要求装药精度高,装药方法简便易行。针对这两点要求,本文开展了小尺寸爆炸网络传爆药的配方设计、装药成型方法和性能测试等方面的研究,其研究结果对定向战斗部的小型化具有一定的实际意义。首先,通过分子动力学软件MS模拟、药浆的流变性及热分解特性等确定适用于小尺寸爆炸网络沟槽的传爆药配方。选择端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为粘结剂,其中GAP与CL-20的结合能大于HTPB与CL-20的结合能;结合炸药的理论爆速和实测粘度,确定主体炸药的固含量为82%;主体炸药CL-20的大小颗粒粒径比为7:1,质量比为2:1时,药浆的综合流变因子最大;选择已二酸二辛酯(DOA)、三乙酸甘油酯(TA)为增塑剂,其中添加TA配方的表观活化能和热爆炸临界温度明显提高;选择司班80、吐温80和硅油做表面活性剂,其中加入司班80的配方综合流变性能最好。最优配方为:CL-20(粒径约为140μm)54.7wt%,CL-20(粒径约为20μm)为27.3wt%,GAP为14wt%,TA为1.5wt%,司班80为0.2wt%,三羟甲基丙烷为0.2wt%,甲苯二异氰酸酯为1.5wt%,二月桂酸二丁基锡为0.6%。其次,通过药浆的粘度特性确定微注射装药沟槽基板温度和压力,通过MS软件模拟GAP与CL-20固化过程中交联点的情况与DSC非等温测试相结合的方法确定药浆装入沟槽后基板的恒温固化温度。对药浆在20℃、40℃、60℃、80℃、90℃下进行粘度测试,测试结果表明在不同固化时间段药浆的粘度在80℃最低;通过对药浆预固化时间的控制和沟槽装药结果相结合的方式确定预固化时间为50min时,可使沟槽装药不外溢;通过对不同压力下沟槽装药密度的测试,得出压力为0.9t时沟槽装药可达到理论密度的90%。最终确定微注射装药工艺:药浆为常温,沟槽基板温度80℃,预固化时间50min,装药压力0.9t,保压时间10s。再次,通过MS模拟CL-20与GAP在30℃、60℃、90℃、150℃固化交联过程中交联点的个数,得出在60℃时固化效果最好,通过DSC非等温测试得到药浆固化起始温度(41℃),最佳固化温度(51℃)及固化终止温度(80℃),模拟结果与实验计算得到的值相吻合。通过DSC非等温测试研究了GAP/CL-20基传爆药的固化动力学参数,以及采用双阿伦尼乌斯模型(Dual Arrhenius)得到了GAP/CL-20基传爆药固化动力学方程并对该配方的温度-时间-粘度关系进行了预测。结果表明,GAP/CL-20基传爆药的固化反应级数为0.872,活化能为41.493 kJ/mol,固化动力学方程预测GAP/CL-20基传爆药在不同温度、不同时间段的粘度与实测值相吻合。最后,对GAP/CL-20基传爆药药浆进行了XRD、机械感度、冲击波感度、能量输出、热分解特性等的测试和分析;对装药基板进行传爆可靠性与爆速的测试。结果表明,GAP/CL-20基传爆药在工艺温度80℃、恒温固化温度60℃都不会造成ε-CL-20晶型的转变;GAP/CL-20基传爆药的撞击感度很低,特性落高较原料CL-20有明显提升,比传统传爆药PBXN-5有所提高;GAP/CL-20基传爆药冲击波感度明显低于原料CL-20,优于传统传爆药PBXN-5;在能量输出方面,GAP/CL-20基传爆药的钢凹值大于PBXN-5;与原料CL-20相比,GAP/CL-20基传爆药热分解的活化能和热爆炸临界温度更高;通过对不同尺寸装药的沟槽传爆性能测试,得到固含量82%的GAP/CL-20基传爆药的爆炸临界尺寸小于0.6 mm×0.6mm,当沟槽装药密度为理论密度的90%(1.68g/cm3)时,实测爆速可达7290m/s。