一种确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法，该方法根据待测炸药药液的表面张力和待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角，计算并获得固液界面粘附功；再根据固液界面粘附功的最大值，既能够确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例。该方法的实验量小、成本低、时间周期短且最终确定的添加比例较为精确，即能够高效简便地确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例。能助剂的最佳添加比例。能助剂的最佳添加比例。

【技术实现步骤摘要】
一种确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法


[0001]本专利技术属于熔铸炸药
，涉及熔铸炸药的功能助剂，具体涉及一种确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法。

技术介绍

[0002]熔铸炸药是一种将高能固相炸药颗粒加入熔融态载体炸药中，形成浆状流体并通过浇铸成型的混合炸药。熔铸炸药具有能量高、工艺简单、生产成本低、可适应各种异形装药等优点，在武器弹药装备中有着重要的应用需求，是目前应用最广泛的一类军用混合炸药。
[0003]由于熔铸炸药的力学性能差且安全性低，不能满足钝感弹药的要求，因而限制了其在高性能武器系统中的应用。为了克服熔铸炸药上述缺陷，可以在熔铸炸药中加入蜡、聚合物纤维、热塑性和热固性弹性体等功能助剂，加入功能助剂能够增强载体炸药与粉体炸药晶体间的界面作用，改善熔铸炸药的韧性和弹性，提高力学性能和安全性，虽然爆轰性能会有所降低，但能够满足应用需求。
[0004]在熔铸炸药中功能助剂的添加比例一般在3％之内，而如何在3％之内确定最优值则是一直未解决的难题。目前最常用的方法，是先根据经验添加不同比例的功能助剂，然后对配方的安全性、力学性能及爆轰性能进行测试，获得添加剂含量对安全性、力学性能及爆轰性能的影响规律，最后获得相对合理的添加比例。例如《添加剂对炸药安全和爆轰性能的影响》一文中，针对一种三硝基甲苯基熔铸炸药，通过大药片撞击感度试验、电探针和锰铜压力计，获得了功能助剂对其撞击感度、爆速和爆压的影响规律。《高聚物添加剂对B炸药撞击感度和作功能力的影响》一文中，针对一种三硝基甲苯基熔铸炸药，通过大药片撞击感度试验、苏珊试验和圆筒试验，获得了功能助剂对其撞击感度和做功能力的影响规律。
[0005]上述现有技术，虽然能够确定熔铸炸药中功能助剂的合理添加比例，但是存在实验量大、成本高、时间周期长以及最终确定的添加比例不够精确的缺点。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法，解决现有技术中缺乏高效简便的方法，以确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0008]一种确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法，该方法根据待测炸药药液的表面张力和待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角，计算并获得固液界面粘附功；再根据所述的固液界面粘附功的最大值，确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例。
[0009]本专利技术还具有如下技术特征：
[0010]该方法具体包括如下步骤：
[0011]步骤一，制备熔态载体炸药药液；
[0012]将载体炸药于95～120℃的温度下加热20～40min，制得多份熔态载体炸药药液；
[0013]步骤二，制备待测炸药药液；
[0014]在步骤一制得的多份熔态载体炸药药液中，分别加入不同添加比例的功能助剂，搅拌至完全溶解，制得多份待测炸药药液；
[0015]步骤三，表面张力测量；
[0016]将步骤二制得的待测炸药药液于保温状态下，置于表面张力仪的测试平台中，测量并获得待测炸药药液的表面张力；
[0017]步骤四，接触角测量；
[0018]将粉体炸药装入石英管内，将装填好粉体炸药的石英管插入接触角测量仪的夹具上，将步骤二制得的待测炸药药液置于接触角测量仪的测试平台上，测量并获得待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角；
[0019]步骤五，计算固液界面粘附功；
[0020]根据步骤三测得的待测炸药药液的表面张力，以及步骤四测得的待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角，按照如下公式I，计算并获得固液界面粘附功：
[0021]W
a
‑
γ
l
(1+conθ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I；
[0022]式中：
[0023]W
a
表示固液界面粘附功，单位为mJ
·
m
‑2；
[0024]γ
l
表示待测炸药药液的表面张力，单位为mJ
·
m
‑2；
[0025]θ表示待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角，单位为
°
；
[0026]步骤六，确定功能助剂的最佳添加比例；
[0027]根据步骤五获得的固液界面粘附功的最大值，确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例；所述的熔铸炸药为包含载体炸药和粉体炸药的熔铸炸药。
[0028]具体的，步骤一中，所述的载体炸药为2,4
‑
二硝基茴香醚、三硝基甲苯、3,4
‑
二硝基呋咱基氧化呋咱或3,4
‑
二硝基吡唑。
[0029]具体的，步骤二中，所述的功能助剂为石蜡、吐温60或聚氨酯弹性体。
[0030]具体的，步骤二中，所述的功能助剂的添加比例为0～3wt.％。
[0031]具体的，步骤三中，所述的粉体炸药为奥克托今、黑索金、CL
‑
20、3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
酮或硝基胍。
[0032]具体的，步骤三中，所述的粉体炸药的中位径为30～100μm。
[0033]具体的，在接触角测量前，需要先将所述的粉体炸药在70℃的温度下烘干24小时。
[0034]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0035]本专利技术的确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法，根据待测炸药药液的表面张力和待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角，计算并获得固液界面粘附功；再根据固液界面粘附功的最大值，既能够确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例。该方法的实验量小、成本低、时间周期短且最终确定的添加比例较为精确，即能够高效简便地确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例。
附图说明
[0036]图1为实施例1中的待测炸药药液的表面张力曲线图。
[0037]以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
[0038]黏附功(Wa)指的是，将单位面积的A相和B相界面分离为A相
‑
气相交界表面，以及B相
‑
气相交界表面所需要的功。黏附功越大，说明A相与B相结合得越牢固，对形成有效和高性能的黏结结构越有利，从而可以提高炸药的力学性能与安全性。
[0039]本专利技术中：
[0040]表面张力仪采用现有技术中已知的JK99B全自动表面张力仪，表面张力测量采取的方法为现有技术中已知的白金板法。
[0041]接触角测量仪采用现有技术中已知的JK99C粉体接触角测量仪。
[0042]熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例为质量比例。
[0043]需要说明的是，本专利技术中的所有的原料，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法，其特征在于，根据待测炸药药液的表面张力和待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角，计算并获得固液界面粘附功；再根据所述的固液界面粘附功的最大值，确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例。2.如权利要求1所述的确定熔铸炸药中功能助剂的最佳添加比例的方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：步骤一，制备熔态载体炸药药液；将载体炸药于95～120℃的温度下加热20～40min，制得多份熔态载体炸药药液；步骤二，制备待测炸药药液；在步骤一制得的多份熔态载体炸药药液中，分别加入不同添加比例的功能助剂，搅拌至完全溶解，制得多份待测炸药药液；步骤三，表面张力测量；将步骤二制得的待测炸药药液于保温状态下，置于表面张力仪的测试平台中，测量并获得待测炸药药液的表面张力；步骤四，接触角测量；将粉体炸药装入石英管内，将装填好粉体炸药的石英管插入接触角测量仪的夹具上，将步骤二制得的待测炸药药液置于接触角测量仪的测试平台上，测量并获得待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角；步骤五，计算固液界面粘附功；根据步骤三测得的待测炸药药液的表面张力，以及步骤四测得的待测炸药药液与粉体炸药的界面接触角，按照如下公式I，计算并获得固液界面粘附功：W
a
＝γ
l
(1+cosθ)
ꢀꢀꢀꢀ
式I；式中：W
a
表示固液界面粘附功，单位为mJ
·
m
‑2；γ
l
表示待测炸药药液的表面张力，单位为mJ
·
m

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙君煚，罗一鸣，王玮，王红星，蒋秋黎，李秉擘，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：