【摘 要】
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为解决许用传爆药(聚黑-14传爆药)感度高、安全性低,无法满足不敏感弹药对传爆药技术要求的难题。本文在研究传爆药实现不敏感途径和方法及几种典型不敏感炸药的感度、能量、热安定性和技术成熟度的基础上,以易损性低、能量高、技术成熟的1-1-二氨基-2-2-二硝基乙烯(FOX-7)作为不敏感传爆药的主体炸药,以导热系数和比热容高的聚乙二醇(PEG)和力学性能优良的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为复合粘结
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为解决许用传爆药（聚黑-14传爆药）感度高、安全性低,无法满足不敏感弹药对传爆药技术要求的难题。本文在研究传爆药实现不敏感途径和方法及几种典型不敏感炸药的感度、能量、热安定性和技术成熟度的基础上,以易损性低、能量高、技术成熟的1-1-二氨基-2-2-二硝基乙烯（FOX-7）作为不敏感传爆药的主体炸药,以导热系数和比热容高的聚乙二醇（PEG）和力学性能优良的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）作为复合粘结剂,运用分子动力学、量子化学、介观动力学等方法模拟了一系列FOX-7基不敏感传爆药配方。采用超声波辅助溶剂蒸发法制备了FOX-7基不敏感传爆药造型粉,以撞击感度和摩擦感度为判据并结合模拟计算的结果确定了最佳配方,对其和聚黑-14传爆药主要性能进行了测试,并进行理论分析。本文的主要研究内容如下:（1）在综合比较几种典型不敏感炸药的感度、能量、热安定性和技术成熟度的基础上,最终选择易损性低、能量高、技术较成熟的FOX-7作为不敏感传爆药的主体炸药;采用分子动力学方法计算了PEG、EVA、偏二氟乙烯和六氟丙烯共聚物(F2603)、顺丁橡胶（BR）四种粘结剂与FOX-7之间的结合能(Ebind)、内聚能密度（CED）、引发键键长(Lmax)分布、力学性能以及径向分布函数（RDF）;采用量子化学方法计算分析了粘结剂与FOX-7之间的结构和约化密度梯度函数（RDG）;采用Mseo Dyn方法计算分析了粘结剂在FOX-7体系中的介观动力学演变过程。模拟的结果表明:FOX-7/PEG体系的Ebind、CED、Lmax、分子间相互作用以及介观分散效果方面的表现优于FOX-7/EVA、FOX-7/F2603和FOX-7/BR,说明该体系的稳定性最好,感度最低;FOX-7/EVA体系的弹性模量、体积模量以及剪切模量最低,力学性能最好;将PEG和EVA按不同比例共混后与FOX-7所构体系的Ebind、CED、Lmax、力学性能、分子间相互作用均介于FOX-7/PEG与FOX-7/EVA之间,其中力学性能随EVA含量的增多而增强,其他性能则随着PEG含量的增多而增强;不同比例的PEG/EVA共混体系在介观分散效果方面差别不大;因此,当PEG:EVA比例为1:1时,能够兼顾合适的感度以及良好的力学性能,是综合性能最佳的粘结剂;通过分析粘结剂的均方位移及其与溶剂之间的结合能,得出了最佳制备温度为70℃,最佳制备溶剂是乙酸乙酯。（2）采用超声波辅助溶剂蒸发法制备出了不同配方的FOX-7基不敏感传爆药。以传爆药的撞击感度和摩擦感度为依据,对模拟结果进行了验证。综合模拟和试验验证的结果,确定FOX-7基不敏感传爆药的最佳配方为FOX-7/PEG/EVA=97/1.5/1.5,所用溶剂为乙酸乙酯。（3）性能测试结果表明:FOX-7基不敏感传爆药的撞击感度和摩擦感度分别为0%和4%,而聚黑-14传爆药为48%和36%;FOX-7基不敏感传爆药的5s延滞期爆发点为285℃,而聚黑-14传爆药为280℃;FOX-7基不敏感传爆药的活化能为239.44k J/mol,热分解峰温和热爆炸临界温度分别为490.05K、491.71K,而FOX-7炸药的活化能为222.93 k J/mol,热分解峰温和热爆炸临界温度分别为476.25K、477.81K;装药密度为96%TMD时,FOX-7基不敏感传爆药和聚黑-14传爆药爆速分别为8401m/s和8380m/s;FOX-7基不敏感传爆药在慢速烤燃试验中的响应等级为燃烧;FOX-7基不敏感传爆药在冲击波作用下50%爆炸的隔板厚度为5.68mm,而聚黑-14传爆药为10.47mm;FOX-7基不敏感传爆药和聚黑-14传爆药的抗压强度分别为14.12MPa和11.79MPa;FOX-7基不敏感传爆药的真空安定性合格,内相容性良好,贮存寿命不少于20年。
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