【摘 要】
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环四亚甲基四硝胺（HMX）密度高、爆速高,具有较好的爆轰性能,但它本身对外界的刺激较为敏感,安全性较差,不能直接应用于武器装备。采用高分子材料对其进行包覆,提高安全性,实现其在武器弹药上的安全应用,是目前研究的热点。本文以HMX为研究对象,选取顺丁橡胶（BR）和氟橡胶（FR）作为粘结剂,采用分子动力学（MD）模拟与试验相结合的方法,研究了制备参数对HMX/粘结剂复合物的安全性的影响。具体研究内容和
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环四亚甲基四硝胺（HMX）密度高、爆速高,具有较好的爆轰性能,但它本身对外界的刺激较为敏感,安全性较差,不能直接应用于武器装备。采用高分子材料对其进行包覆,提高安全性,实现其在武器弹药上的安全应用,是目前研究的热点。本文以HMX为研究对象,选取顺丁橡胶（BR）和氟橡胶（FR）作为粘结剂,采用分子动力学（MD）模拟与试验相结合的方法,研究了制备参数对HMX/粘结剂复合物的安全性的影响。具体研究内容和成果如下:首先,采用MD模拟研究了粘结剂含量对HMX/BR和HMX/FR复合体系的结合能和内聚能密度的影响,结合能越高粘结效果越好,内聚能密度越高感度越低。模拟结果表明,粘结剂含量为5%时,HMX/BR复合体系的结合能最高,内聚能密度最高,HMX与BR的相互作用最强,感度最低;粘结剂含量为11%时,HMX/FR复合体系的结合能最高,内聚能密度最高,HMX与FR的相互作用最强,感度最低。其次,采用水溶液悬浮法对HMX进行包覆。通过设计正交试验,以摩擦感度和热爆炸临界温度为评价指标,对HMX/粘结剂复合物的安全性进行分析,结合X射线衍射分析和样品的形貌,得到最优参数组合。结果表明,当采用碳氢型粘结剂BR包覆HMX时,复合物制备的最优参数组合为:粘结剂浓度5%,粘结剂含量3%,搅拌速度400r·min-1,水浴温度为55℃。最优参数组合下制备的HMX/BR复合物颗粒分布均匀、分散性好,摩擦感度临界载荷为240N,复合物的热爆炸临界温度为281.66℃,样品的包覆效果较好,安全性较好。最后,采用碳氟型粘结剂FR包覆HMX,综合分析得到复合物制备的最优参数组合为:粘结剂浓度为15%,粘结剂含量为7%,搅拌速度400r·min-1,水浴温度40℃。最优参数组合制备的HMX/FR复合物颗粒分布均匀,分散性较好,摩擦感度的临界载荷为288N,复合物的热爆炸临界温度为274.53℃,样品的包覆效果较好,安全性较好。
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