[发明专利]一种叠氮硝胺对硝化棉和硝化甘油基火药贮存安定性影响的测评装置及方法

说明书

本发明公开了一种叠氮硝胺对硝化棉和硝化甘油基火药贮存安定性影响的测评装置及方法。装置包含杯身、帽盖、抽气口、加热炉、采气装置和气相色谱仪。将含叠氮硝胺的硝化棉和硝化甘油基火药样品装入一个由杯身和帽盖组成的反应器中，将不含叠氮硝胺的硝化棉和硝化甘油基火药装入另一个反应器，均在100℃加热8h，冷却至室温后采气检测。通过比较两种样品分解气中CO2含量，可知叠氮硝胺对硝化棉和硝化甘油基火药贮存安定性的影响。本发明是根据叠氮硝胺分解机理不同于硝化甘油设计的，能避免真空安定性试验对叠氮硝胺使硝化棉和硝化甘油基火药贮存安定性变坏的误判。

技术领域

本发明属于火药检测领域，主要涉及硝化棉NC和硝化甘油NG基火药安定性测评装置及方法，尤其涉及测定叠氮硝胺DIANP对NC和NG基火药贮存安定性的影响。

背景技术

本专利中NC和NG基火药是指传统的双基火药、三基火药，这些火药中都含有NC和NG。

作为能源及黏结剂的NC是刚性线型大分子，可塑性较差，加入增塑剂能改善加工及力学性能。NG是一种成熟的用于NC的含能增塑剂，但其感度较高、凝固点较高、热稳定性较差。对于NC和NG基火药而言，采用钝感含能增塑剂代替NG，在保证能量水平的基础上尽量降低NC和NG基火药感度，是火药技术发展的主要方向之一。其中DIANP(1,5-二叠氮-3-硝基氮杂戊烷)是一种新型含能增塑剂，其撞击感度、摩擦感度和热感度均小于NG，对高氮量NC的溶解能力优于NG。DIANP中的硝胺基团、叠氮基团和NC形成氢键，使NC和增塑剂的界面黏结性变好，用DIANP代替部分NG，在增塑剂总量不变时增加DIANP含量可提高NC和NG基火药的低温抗冲强度。DIANP在NC和NG基火药中展现出良好的应用前景。

火炸药具有“长期贮存、一次使用”的特点，所以火炸药除了具有良好的功能特性外，还必须具备较好的贮存安定性。NC和NG基火药的贮存安定性主要是化学安定性，它是指在贮存期内延缓分解、防止自动发生化学变化的能力。如果DIANP会降低NC和NG基火药贮存安定性，增加NC和NG基火药的自动化学变化，将会影响DIANP的推广使用。因此，需要测定DIANP对NC和NG基火药的贮存安定性的影响。

评价火炸药贮存安定性的方法很多，有真空安定性法(VST)、微量热法和差示扫描量热法(DSC)。其中VST具有试样量大、试验温度与火炸药生产工艺过程的工况温度相近的优点，有评价标准，是通常使用的重要评价方法之一，我国在20世纪70年代参照美军标(MIL-STD-286B)建立了方法标准，该标准支撑了我国第一代、第二代火炸药中多种配方和型号产品的研制和生产，得到了广泛的使用，是目前国内外研究和测试火炸药安定性应用最广泛的一种方法。微量热法和DSC法试样量小，仅用于火炸药产品科研阶段。

VST工作原理：将定量试样5g放置在特制的玻璃反应管中，抽成真空；在恒定温度(NC/NG基火药的温度是90℃)下，连续加热使试样受热分解，测定48h内试样放出气体的压力，然后换算成标准状态下气体的体积，以此表征火炸药试样的安定性。

用DIANP替代NC和NG基火药中部分NG后，VST试验的放气量增加，按“原评价标准”判断，放气量增加代表有更多的NC分解，说明DIANP使NC和NG基火药贮存安定性下降。但用DSC法检测，用DIANP替代NC和NG基火药中部分NG后，热分解峰温增加，说明DIANP使NC和NG基火药贮存安定性增加。

通过热加速老化试验，预估NC和NG基火药的安全贮存寿命，用DIANP替代NC和NG基火药中部分NG后，安全贮存寿命延长了0.34倍，安定性好的火药安全贮存寿命长，虽然热加速老化试验预估NC和NG基火药安全贮存寿命的试验周期过长(用DIANP替代NC和NG基火药中部分NG后，在65℃的试验时间近300天)，但足以证明DIANP使NC和NG基火药贮存安定性增加。

可以看出DSC法和安全贮存寿命预估法的检测结果是一致的，而VST法的检测结果与它们相反。