第1章 绪论
1.1 概述
含能材料是武器的动力源和威力源,是武器系统实现远程精确打击和高效毁伤的物质基础。现代武器装备的更新换代离不开含能材料的发展,含能材料是武器装备发展的关键技术、核心技术,同时也是国外对我国高度保密的技术。含能材料一般包括发射药、推进剂和炸药等。在含能材料中,聚合物最主要的用途就是作为粘合剂。粘合剂是含能材料的重要组成部分,它是含能材料的基体和骨架,只有在它的作用下,含能材料中其他组分才能够粘接在一起,从而使含能材料保持一定的几何形状和良好的力学性能。此外,它一般还能为发射药和推进剂提供燃烧所需的C、H等元素。粘合剂的性质既对含能材料的各种主要性能(如能量性能、力学性能、燃烧性能等)有着重要的影响,又决定了含能材料的成型加工工艺。
含能材料中最早使用的含能聚合物是硝化纤维素,其在发射药和固体推进剂发展的最初阶段发挥了重要作用,目前仍然是发射药和双基类推进剂的主要粘合剂。但是随着现代武器装备的不断发展,人们对发射药和推进剂的性能(尤其是能量性能)要求也越来越高。针对发射药和推进剂高能量的要求,新型发射药和推进剂应运而生。在单基和双基发射药的基础上,为了提高能量,不断加入高能固体填料,如黑索金(RDX)等高能炸药,但发射药的强度,尤其是低温力学强度大幅度降低,制约了一些高能发射药的应用。与以硝化棉为粘合剂的双基和改性双基推进剂相比,复合推进剂可以引入更高能量的高能添加剂以及氧化剂,从而使推进剂的能量水平大幅度提高,复合推进剂发展历程中所用的粘合剂主要有聚硫橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯和端羟基聚丁二烯(HTPB)等,其中HTPB因其良好的力学性能和相容性目前仍在广泛使用,近来又发展了能量水平更高的硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂;目前的塑料粘结炸药(PBX)也主要以HTPB为粘合剂。HTPB和NEPE都属于惰性粘合剂,不利于进一步提高固体推进剂的能量,因此,迫切需要发展能量更高的新型粘合剂。
……