美陸軍用新研發(fā)的含能材料激光誘發(fā)的空氣沖擊試驗評估炸藥配方的爆轟性能

傳統(tǒng)測試含能材料爆轟性能必須要有足夠數(shù)量、并制備出可產(chǎn)生爆轟樣品的量時才能對其爆轟性能進(jìn)行測試，為了盡快表征毫克級新研發(fā)含能材料的爆轟性能，美陸軍利用激光作用毫克級含能材料表面形成等離子體在空氣中產(chǎn)生沖擊波的紋影圖像技術(shù)來表征含能材料的爆轟性能，簡稱為含能材料激光誘發(fā)的空氣沖擊試驗(Laser-induced Air Shock from Energetic Materials，LASEM)。近來，他們在表征了單質(zhì)炸藥的爆轟性能基礎(chǔ)上又延伸了LASEM試驗，對含鋁或硼的TNT、RDX、DNTF和LLM-172基炸藥配方的爆速進(jìn)行了評估，并與熱化學(xué)代碼CHEETAH評估的爆速進(jìn)行了對比，試驗顯示LASEM可以對含鋁或硼炸藥配方的早期(<10 μs)爆轟行為進(jìn)行評估，結(jié)果表明在爆轟的早期階段硼的活性比鋁更高一些。

源自：JenniferL.Gottfried.Methodforestimatingdetonationperformanceofmaterials[P].USPatent2016/0091464 (2016).

JenniferL.Gottfried,EricJ.Bukowski.Laser-shockedenergeticmaterialswithmetaladditives:evaluationofchemistryanddetonationperformance[J].AppliedOptics, 2017, 56(3):B47-B57.

美德州農(nóng)工大學(xué)擬用合成的納米二氧化鈦代替固體推進(jìn)劑中商用納米二氧化鈦

納米二氧化鈦等納米金屬氧化物添加至固體推進(jìn)劑中可以提升燃速，選用電爆炸絲法商用二氧化鈦是一種低成本的便捷選擇，近來美國德州農(nóng)工大學(xué)(Texas A&M University)大學(xué)發(fā)現(xiàn)商用二氧化鈦干粉與HTPB混合時容易結(jié)塊，與基線對照物相比，燃速只有20%～30%，而選用他們實驗室用溶膠-凝膠法現(xiàn)制的合成納米二氧化鈦時，燃速提升60%～100%；在提升相同燃速情況下，所需的合成納米二氧化鈦的量更低，這為力學(xué)性能的改進(jìn)提供了更多的選項。在該研究中也對鐵、銅等金屬摻雜進(jìn)該合成納米二氧化鈦的催化效果進(jìn)行了演示，同時也展示了他們研發(fā)的新一代納米合成技術(shù)。

源自：AndrewR.Demko,TylerW.Allen,JamesC.Thomas,etal.Comparisonofcommerciallyavailableandsynthesizedtitanianano-additivesincompositeHTPB/APpropellant[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2017, 42: 158-166.

美德聯(lián)合研制出5-氨基四唑為氣體發(fā)生劑的新型綠色和藍(lán)色煙火劑

煙幕彈和信號彈都會應(yīng)用到綠色和藍(lán)色煙火劑配方，這些配方都含有相應(yīng)顏色的染料，高毒性的染料不宜采用，如苯并蒽酮和還原黃4兩種高毒性蒽醌染料已成功地被溶劑黃33(SY33)取代，但是這些配方面臨燃燒產(chǎn)生低效氣溶膠的問題。近來，美陸軍研發(fā)與工程司令部-武器裝備研發(fā)與工程中心(RDECOM-ARDEC)聯(lián)合德國慕尼黑大學(xué)，利用他們自己研發(fā)的氣溶膠收集裝置分析研究氣溶膠的產(chǎn)生效果，分別以酞菁銅(CuPc)和CuPc/SY33作為藍(lán)色和綠色生色劑，采用5-氨基四唑作氣體發(fā)生劑提升氣溶膠效果，配制出了新型的藍(lán)色和綠色煙火劑。

源自：JohannGleck,ThomasM.Klap?tke,MagdalenaRusan.Improvedefficiencybyadding5-aminotetrazoletoanthraquinone-freenewblueandgreencolored[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2017, 42: 131-141.

加拿大研究聯(lián)四唑類高氮化合物用作槍炮發(fā)射藥組份的可行性

富氮化合物作為燃速調(diào)節(jié)劑或低火焰溫度的添加劑用在推進(jìn)劑或發(fā)射藥中，如常見的高氮化合物3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪(DHT)、3,6-雙(1-氫-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪(BTATz)、偶氮四唑三氨基胍鹽(TAGzT)研究表明它們更適用于低壓(0.1～10 MPa)火箭推進(jìn)劑組份中，在100 MPa以上高壓的槍炮發(fā)射藥中，情況則大不一樣。近來，加拿大國防研究及發(fā)展中心(DRDC)聯(lián)合蒙特利爾綜合理工學(xué)院研究了5,5′-雙四唑胺(BTA)和5,5′-肼基-雙四唑(HBT)用作槍炮發(fā)射藥的可行性，三個不同含量(5%、15%和25%)BTA和HBT基的六個配方的試驗結(jié)果表明燃速最高可提高93%(相對于參照配方)，其中含HBT發(fā)射藥的火焰溫度更低，含25%HBT配方的火焰溫度可降低到461K。DSC試驗結(jié)果表明盡管初始分解溫度有所降低，但是都在可接受的范圍之內(nèi)。

源自：JonathanLavoie,Catalin-FlorinPetre,Pierre-YvesParadis,etal.Burningratesandthermalbehaviorofbistetrazolecontaininggunpropellants[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2017, 42: 149-157.

英國制備出氧雜環(huán)丁烷基遙爪聚合物polyNIMMO

遙爪聚合物由于其端基可以進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，因此常常可以作為交聯(lián)劑、擴鏈劑或大分子構(gòu)筑段等，用來制備嵌段、接枝、星形、超支化和樹狀等聚合物，聚(3-硝酸甲酯基-3-甲基氧雜環(huán)丁烷)(polyNIMMO)作為一種常用含能粘結(jié)劑，廣泛地應(yīng)用在槍炮發(fā)射藥、推進(jìn)劑和塑料粘結(jié)炸藥中，近來，英國內(nèi)政部應(yīng)用科學(xué)技術(shù)中心(Centre for Applied Science and Technology)利用右面的反應(yīng)制備出一種氧雜環(huán)丁烷基遙爪聚合物polyNIMMO，該方法也為氧雜環(huán)丁烷環(huán)的合成提供一種新的制備方法。該遙爪聚合物應(yīng)該可以用酸或輻照催化交聯(lián)，是一種低生成熱的固化過程，可以降低填料特別是含能材料的降解風(fēng)險，與聚氨酯固化相比，可以避免有毒的異氰酸酯，也避免了固化時由于生成氣體形成的氣泡。

源自：HemantJ.Desai,DanielO.Acheampong,RobertHudson,etal.Facilesynthesisandproposedmechanismofα,ω-oxetanyl-telechelicpoly(3-nitratomethyl-3-methyloxetane)byanSN2(i)nitratodisplacementmethodinbasicmedia[J].JournalofEnergeticMaterials, 2017, 35(1):109-124.