硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法。所述硝基胍发射药为直径14mm、高度15mm的圆柱，所述装置包括制样包、榔头、纳米力学压痕仪。将含有两种不同增塑剂的硝基胍发射药样品均在90℃熟化0、3d。每个圆柱沿轴线劈成两半，用纳米压痕仪多点检测计算弹性模量平均值E和标准偏差δ，α＝E

【技术实现步骤摘要】
硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法


[0001]本专利技术属于发射药理化性能检测和研究领域，主要涉及表征发射药中在熟化阶段增塑剂溶塑硝化棉NC速率，尤其适用于通过表征硝基胍发射药熟化速率进行增塑剂的筛选。

技术介绍

[0002]硝基胍发射药主要用于火炮发射装药，主要组分有NC、硝化甘油NG和硝基胍NQ。与双基发射药(主要组分为NC、NG，无NQ)相比，NQ的加入使得硝基胍发射药具有降低发射药对炮膛的烧蚀性、减少焰和烟的优点。
[0003]NC在发射药中作为能源部分及黏结剂，它是刚性线型高分子，加入增塑剂能有效改善NC分子链的柔性，增加其塑性、改善加工及力学性能。NG常用于NC的增塑，但其感度较高、凝固点较高、热稳定性较差，寻求并应用新型含能增塑剂替代(或部分替代)NG成为此类发射药进一步发展的关键。
[0004]NQ相当于NC溶塑体系中的固相填料，NQ的加入(含量＞40％)使得发射药中NC和NG的含量大幅度减少(硝基胍发射药中NC和NG的含量约45％，双基发射药中NC和NG的含量超过75％)，因此要求硝基胍发射药中增塑剂对NC有更好的溶塑效果。
[0005]NC分子量大，其溶塑体系达到相平衡需要很长时间，药料成型后要进行“熟化”(类似于生活中的“醒面”)，在合适的较高的温度下保温一段时间，达到改善药料中NC溶塑效果的目的。
[0006]增塑剂在NC中的扩散速率越快，其溶塑NC速率越快且效果越好，越能显著降低NC的刚性并增强其塑性，而且与NC混溶性越好。这种增塑剂用于发射药中，会提高熟化速率，缩短熟化时间，进而缩短整个生产周期。
[0007]一直以来凭借经验，采用肉眼观察和手触的方式，确定发射药(包含单基发射药、双基发射药、硝基胍发射药)的熟化程度，判断那种增塑剂能更快的溶塑NC。在研制硝基胍发射药阶段，采用“经验法”筛选比较不同的增塑剂时，暴露出了较大的问题：
[0008](1)准确性较差。这是因为“经验法”是一种半定性方法，人为误差较大，而硝基胍发射药中黏结体系较少，本身不易混匀，熟化不同时间后硝基胍发射药的差异较难用“经验法”明确区分。
[0009](2)复现性较差。检测技巧主观因素较多，难以传授，不同人用“经验法”确定的最优熟化时间差异性大。

技术实现思路

[0010]为了克服现有技术的不足和缺陷，专利技术了硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法，所述硝基胍发射药为直径14mm、高度15mm的圆柱，所述装置包括制样包、榔头、纳米力学压痕仪，其特征在于，所述制样包包括劈刀1、固定罩2、载样台3；
[0011]所述劈刀1由上下两部分构成，劈刀1的上部分为刀柄，劈刀1的下部分为刀身，刀
柄的下表面与刀身的上表面连接，刀柄下表面中心点与刀身的上表面中心点重合，刀柄下表面长边方向与刀身上表面长边方向一致；刀柄为长方体，刀柄长21mm、厚5mm、高15mm；刀身为楔子形状、刀口朝下，长15mm、高8mm、上端厚度2mm；劈刀1材质为304不锈钢；
[0012]所述固定罩2为圆帽体，外径26mm、内径16mm、帽顶厚度11mm；帽顶有贯通固定罩内外的劈刀轨道槽，劈刀轨道槽上表面中心是固定罩2上表面的圆心；劈刀轨道槽长22mm、厚6mm、深11mm；固定罩2材质为304不锈钢；
[0013]劈刀1在固定罩2上方，劈刀1不与固定罩2相连；
[0014]载样台3为扁圆柱体，载样台3直径60mm、厚度3mm，材质为304不锈钢；
[0015]固定罩2在载样台3上方，固定罩2不与载样台3相连；
[0016]制样包不与榔头、纳米力学压痕仪相连；
[0017]榔头不与纳米力学压痕仪相连；
[0018]所述硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选方法包括以下步骤：
[0019]步骤1，将含有两种含不同增塑剂的硝基胍发射药样品各2个药柱，分别在90℃熟化0、3d；
[0020]步骤2，将1个药柱直立放在载样台3的正中心，将固定罩2套在药柱上；将劈刀1从固定罩2上方插入劈刀轨道槽，使劈刀1刀口接触固定罩2内药柱的上表面；用榔头从上往下敲击劈刀1刀柄的上表面，使劈刀1移动到劈刀轨道槽末端，敲击次数为1次；取出劈刀1，拿开固定罩2，从留在载样台3上的裂成两半的药柱中，任取半个为待测试样；
[0021]步骤3，取步骤2制得的待测试样，将劈开面用双面胶粘在纳米力学压痕仪的样品台上，在待测试样的外曲面上均匀分布选取12个点，采用纳米力学压痕准静态试验分别检测这12个点的弹性模量；最大载荷100mN，加载5s、保载2s、卸载5s；压针选用半锥角为70.30
°
的三棱锥玻氏压针；
[0022]步骤4，计算12个点的弹性模量平均值E和标准偏差δ，令α＝E
×
4+δ
×
6；
[0023]步骤5，按步骤2～步骤4继续分别检测其余3个药柱，分别计算α；熟化0d的待测试样的α标记为α
0d
，熟化时间为3d的α标记为α
3d
；
[0024]步骤6，汇集含同一种增塑剂的2个待测试样的α，令熟化速率v＝(α
0d
–
α
3d
)
÷
3；两种含不同增塑剂的硝基胍发射药样品中，v大的样品所用的增塑剂为更优增塑剂。
[0025]专利技术的硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法，其特征在于，两种含不同增塑剂的硝基胍发射药，除增塑剂不同外，其余组分是相同的；两种硝基胍发射药所有组分含量是相同的，成型工艺是相同的；两种硝基胍发射药都没有熟化。
[0026]专利技术的硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法，其特征在于，每个粘在样品台上的待测试样外曲面为一个曲面矩形，按图形交叉点确定12个检测点，每个点距离其它点6mm，图形外围距曲面矩形的四边距离不小于1mm。
[0027]本专利技术在解决目前方法的缺陷时，主要关注了以下问题并进行了相应的技术设计：
[0028](1)选择检测方法
[0029]选择原则是：
[0030]①
检测所需样品量较少，目的是保证安全性。因为对于未定型的硝基胍发射药来
说，制备较多的用于检测的样品，安全隐患较大。
[0031]②
检测过程中，对样品加载的刺激量要小，目的依旧是保证安全性。因为对于未定型的硝基胍发射药来说，较大的刺激有可能引发较大的危险。另一方面，对样品加载的刺激不应改变样品中NC的物理溶塑状态，也就是检测工作本身不应影响检测结果。
[0032]③
检测结果应反应两种因素的影响：一是NC受热运动能力增强、分布更均匀，使得溶塑状态变好(物理变化)；二是增塑剂含量减少及NC分解溶解性变差导致NC溶塑状态变差(物理化学变化)。
[0033]针对上述三个原则，考察了力学性能检测方法、分子动力学模拟方法、低场核磁共振方法、纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法，所述硝基胍发射药为直径14mm、高度15mm的圆柱，所述装置包括制样包、榔头、纳米力学压痕仪，其特征在于，所述制样包包括劈刀(1)、固定罩(2)、载样台(3)；所述劈刀(1)由上下两部分构成，劈刀(1)的上部分为刀柄，劈刀(1)的下部分为刀身，刀柄的下表面与刀身的上表面连接，刀柄下表面中心点与刀身的上表面中心点重合，刀柄下表面长边方向与刀身上表面长边方向一致；刀柄为长方体，刀柄长21mm、厚5mm、高15mm；刀身为楔子形状、刀口朝下，长15mm、高8mm、上端厚度2mm；劈刀(1)材质为304不锈钢；所述固定罩(2)为圆帽体，外径26mm、内径16mm、帽顶厚度11mm；帽顶有贯通固定罩内外的劈刀轨道槽，劈刀轨道槽上表面中心是固定罩(2)上表面的圆心；劈刀轨道槽长22mm、厚6mm、深11mm；固定罩(2)材质为304不锈钢；劈刀(1)在固定罩(2)上方，劈刀(1)不与固定罩(2)相连；载样台(3)为扁圆柱体，载样台(3)直径60mm、厚度3mm，材质为304不锈钢；固定罩(2)在载样台(3)上方，固定罩(2)不与载样台(3)相连；制样包不与榔头、纳米力学压痕仪相连；榔头不与纳米力学压痕仪相连；所述硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选方法包括以下步骤：步骤1，将含有两种含不同增塑剂的硝基胍发射药样品各2个药柱，分别在90℃熟化0、3d；步骤2，将1个药柱直立放在载样台(3)的正中心，将固定罩(2)套在药柱上；将劈刀(1)从固定罩(2)上方插入劈刀轨道槽，使劈刀(1)刀口接触固定罩(2)内药柱的上表面；用榔头从上往下敲击劈刀(1)刀柄的上表面，使劈刀(1)移动到劈刀轨道槽末端，敲击次数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾林，杜姣姣，许志峰，张冬梅，刘建群，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：