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1、納米纖維素的制備改性及其在發(fā)射藥中的應(yīng)用崔小月2015年12月中圖分類號：TJ410.4UDC分類號：540納米纖維素的制備改性及其在發(fā)射藥中的應(yīng)用研究作者姓名崔小月學(xué)院名稱材料學(xué)院指導(dǎo)教師王文俊副教授答辯委員會主席楊明山教授申請學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年12月PreparationandmodificationandapplicationinpropellantofnanocelluloseCandidateName：CuiXiaoyueSchoolorD
2、epartment:MaterialScienceandEngineeringFacultyMentor:Prof.WangWenjunChair,ThesisCommittee：Prof.YangMingshanDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：December,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交
3、的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：崔小月日期：2015.12.25摘要粘結(jié)劑是火藥的基體和連續(xù)相，為火藥提供能量、粘結(jié)作用和強度，它的性能對火藥的制造工藝、力學(xué)性能和能量水平有著決定性的影響。硝化纖維素是一種有著悠久應(yīng)用
4、歷史，并且至今還占有較大份額和重要地位的含能火藥粘結(jié)劑。但面對現(xiàn)代戰(zhàn)爭對火藥提出的高強度，高能量等越來越嚴(yán)苛的要求，硝化纖維素(NC)日益凸顯出其性能上的局限性。其中，低溫下表現(xiàn)出的不可接受的脆性成為制約硝化纖維素基火藥應(yīng)用的一個瓶頸，嚴(yán)重時甚至可能引發(fā)災(zāi)難性后果。因此，對其低溫力學(xué)性能的改善研究就顯得非常必要。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，采用不同形式和性質(zhì)的納米纖維素部分替代混合酯發(fā)射藥中的NC，試圖改善發(fā)射藥的低溫力學(xué)性能，同時對火藥的理化性能、燃燒性能、能量性能等也一并進(jìn)行了研究。結(jié)果表明納米纖維素沒有改變發(fā)
5、射藥制備工藝，理化性能、燃燒性能和能量性能，其他主要內(nèi)容包括：制備了納米纖維素晶須(CNW)。以1.33%的CNW替代部分發(fā)射藥配方中的NC，結(jié)果表明：與對照發(fā)射藥相比，低溫落錘破碎率由50%降低到20%，低溫抗沖擊強度由9.64KJ/m2提高到了11.37KJ/m2；以硝酸/冰醋酸為硝化劑，對CNW進(jìn)行了硝酸酯化改性，得到改性產(chǎn)物NCNW-10，可在丙酮中均勻分散和穩(wěn)定懸浮。以1.33%的NCNW-10替代部分發(fā)射藥配方中的NC，結(jié)果表明：與對照發(fā)射藥相比，低溫落錘破碎率由對照發(fā)射藥的30%降低到10%，常溫
6、抗沖擊強度由25.71KJ/m2提高到了32.39KJ/m2，高溫抗沖擊強度由28.67KJ/m2提高到了33.59KJ/m2，低溫抗沖擊強度由6.91KJ/m2提高到了7.58KJ/m2；制備了較大長徑比的納米纖維素纖維(CNF)。以0.57%CNF取代部分發(fā)射藥配方中的NC，結(jié)果表明：與對照發(fā)射藥相比，低溫落錘破碎率由對照發(fā)射藥的30%降低到0，常溫抗沖擊強度由25.71KJ/m2提高到了29.74KJ/m2，高溫抗沖擊強度由28.67KJ/m2提高到了38.85KJ/m2，低溫抗沖擊強度由6.91KJ/m
7、2提高到了7.89KJ/m2；采用硝酸/二氯甲烷體系對CNW進(jìn)行了硝酸酯化改性，得到了改性產(chǎn)物NCNW-40，可均勻分散和穩(wěn)定懸浮于丙酮中，其晶型發(fā)生了改變。以1.72%的NCNW-40取代部分發(fā)射藥配方中的NC，結(jié)果表明：與對照發(fā)射藥相比，低溫I落錘破碎率由對照發(fā)射藥的60%降低到0，常溫抗沖擊強度由42.9KJ/m2提高到了54.0KJ/m2，高溫抗沖擊強度由39.9KJ/m2提高到了50.7KJ/m2，低溫抗沖擊強度由17.4KJ/m2提高到了19.1KJ/m2；將CNW經(jīng)過堿化改性得到堿化納米纖維素AC
8、NW，結(jié)果表明：與對照發(fā)射藥相比，低溫落錘破碎率由對照發(fā)射藥的60%降低到20%，常溫抗沖擊強度由42.9KJ/m2提高到了53.0KJ/m2，高溫抗沖擊強度由39.9KJ/m2提高到了46.4KJ/m2，低溫抗沖擊強度由17.4KJ/m2提高到了19.5KJ/m2。關(guān)鍵詞：納米纖維素；改性；發(fā)射藥；低溫力學(xué)性能；燃燒性能IIAbstractBinderprovideenergy,co
