熔铸炸药的增韧增弹及降黏研究

传统熔铸炸药虽然具有工艺简单、成本低等优点，但由于感度较高、脆性易裂等问题，不满足钝感弹药（IM）技术标准要求，限制了其在高性能武器系统中应用。本项目将针对TNT、及以TNT替代物（其中包括我们刚研发成功的两组分高能低感最低共熔物和钝感富氧共熔物）为连续相的熔铸炸药为研究对象，通过增韧增弹降粘改性剂设计合成、各改性剂间耦合匹配等相关技术研究，实现对熔铸炸药的增韧增弹及降粘，并将熔铸炸药工艺简单与浇注固化塑料粘结炸药（Cast cured PBX 如HMX/HTPB）的高韧、高弹、高安全性特点结合起来，形成一类具有安全可靠、高效毁伤且价格低廉的熔铸型塑料粘结炸药；同时进一步研究熔铸炸药增韧增弹和降粘改性机理，建立改性剂设计理论和方法，掌握高能钝感熔铸塑料粘结炸药研制技术，为先进常规战斗部的研制和现有弹药的升级换代奠定技术基础。

TNT基熔铸炸药力学性能和安全性较差，难以满足钝感弹药的技术要求，对其进行增韧增弹改性是发展高性能武器弹药的迫切需求。为研究熔铸炸药的增韧增弹，项目首先提出了适用于熔铸炸药等脆性材料的韧性和弹性表征参数，并建立了相应测试方法。通过对TNT、RDX单晶的力学性能和TNT的结晶行为研究，分析了TNT基熔铸炸药脆性本质，提出了增韧增弹的技术途径。在分子动力学模拟研究改性剂与TNT的界面作用基础上，设计制备了10余种改性剂。研究了改性剂品种、用量、混合工艺等因素对其韧性和弹性的影响，分析了增韧增弹机理。设计合成了3种适合于TNT熔铸炸药降粘的两亲性梳型共聚物流动改性剂，研究了其对熔铸炸药的降粘效果和机理，探索了增韧增弹与降粘的耦合作用。研究了改性剂对爆轰性能和安全性的影响，获得了几种典型改性剂的特征爆速和特征能量衰减系数。设计制备了非TNT基新型连续相，获得五组分共熔物NMAH的制备工艺和性能数据。最终获得了基于VP-401、聚酯纤维、123树脂为力学改性剂的3个TNT基炸药配方，其韧性提高1~3倍，弹性提高30％～150％，撞击反应阈值提高1.5m~3m，安全性显著提升，爆速和圆筒比动能分别相当于参比配方的99%和95%，对发展高能钝感熔铸型塑料粘结炸药提供了技术支撑。