解决上述问题的技术有许多途径,其中有人为了提升发射药的燃烧性能,将物理技术引 用其中,改变发射药的形状和内部结构。例如:将发射药内部制成疏松多孔的结构,可以加 快发射药的燃烧速度,但处理效果不够理想。还有人通过对发射药进行包覆处理或表面钝感, 降低其装药的初始燃气生成速率。表面包覆处理比较适合药型尺寸较大的发射药,而对于小 颗粒发射药,这种方法在工艺上难以实现。相比之下,表面钝感处理更具有优势。应用表面 钝感技术,再配合合适的发射药配方、药型和装药结构,中小口径枪炮弹丸初速可提高 5%~ 20%;大口径火炮弹丸初速可提高 2%~10%[4]。截至目前,几乎所有的轻武器和一些中小口 径武器均采用表面钝感处理的发射药,而一些新型钝感发射药已经应用于欧美等国家的大口 径火炮中。使用一般的小分子化合物对 DA 药进行表面钝感,钝感剂很难相对固定,不能满 足长时间贮存的稳定性要求,而当使用高分子单体和它的引发剂作为钝感剂前驱体的时候, 对于胶质结构的叠氮硝胺发射药而言,这两者由于渗透动力学存在区别,在发射药表层浓度 分布不同,以至于有些单体未发生反应或聚合物分子量较低。论文网
国内研究者[5,6,7]针对这些问题,首创性的采用小分子多炔基化合物均苯三甲酸三炔丙酯
(TPTM)作为钝感剂前驱体,经喷涂工艺使其渗入 DA 药药体表层,以形成一定的浓度梯度分
布,之后引发该前驱体与 DIANP 发生 1,3-偶极环加成反应形成交联网状大分子聚三唑,聚三 唑在长贮过程中不会发生迁移。发射药经过多炔基化合物表面处理后,长贮稳定性和燃烧性 均达到了良好的状态。
Cu(Ⅰ)催化的叠氮基与末端炔基的 1,3-偶极环加成反应[8,9]被称为点击化学的“精华”, 它具有原料易得,反应条件温和,易于操作,副产物少,目标产物收率较高,不受连接在一 起的其它官能团的影响的优点。外界条件(水和氧气等)基本不造成影响,甚至还能加速其 反应。目前国内外工作者利用此类反应,通过使用一种新型钝感剂——小分子的多炔基化合 物,和发射药内部的叠氮化物发生化学反应,生成三唑类大分子物质,该物质则是实际存在 于发射药中的“真实钝感剂”,该类物质的交联网状大分子结构决定了它不易迁移的特性, 因此解决了发射药长贮过程中的不稳定性。这个反应被广泛应用于含能材料领域,例如粘合 剂的固化,含能材料改性等。所以,近年来新的多炔基化合物的探索不断吸引着众多含能材 料工作者前往。
1。2 国内外研究现状
1。2。1 小分子多炔基化合物
1。2。2 多炔基化合物在发射药钝感方面的应用
1。2。3 多炔基化合物在其他方面的应用
1。3 本文研究内容
为了获得性能更为优良的 DA 药表面钝感剂,本文选择制备了两种小分子三炔丙基化合 物,并将其应用于 DA 药的表面钝感处理。以下是所研究的内容:
(1)钝感剂前驱体的设计与制备。根据文献设计制备了两种三炔丙基类化合物——三炔 丙基间苯三酚醚(TPPG)和三炔丙基异氰尿酸酯(TPIC)。并采用傅里叶红外跟踪(FTIR) 和核磁 氢谱(1H-NMR)对所制备的产物结构进行了表征,分析其是否为目标产物。通过差示扫描量热 技术(DSC)研究了所制备产物的热性质。
(2)多炔基钝感剂前驱体与叠氮基团的反应活性研究。采用傅里叶红外跟踪观察反应过 程中特征官能团的变化情况,研究了多炔基化合物与聚叠氮缩水甘油醚的聚合行为,为 DA