HNIW基高聚物粘结炸药结构和性能的MD模拟研究

HNIW基高聚物粘结炸药结构和性能的MD模拟研究钝感传爆药作为钝感弹药研究的关键技术之一，深受国内外研究者的重视。传爆药对弹药系统的安全可靠性起着至关重要的作用和影响。从美国及其他军事强国批准使用的和大量研制的传爆药情况看，表明高能化是传爆药今后的主要趋势，采用的途径主要有：应用高能量密度的材料炸药，如HNIW、DNTF等以提高传爆药的能量水平；合成了聚叠氮聚合物用作传爆药中的活性粘结剂、增塑剂，以提高传爆药的性能；引入分子间混合新技术、纳米技术、分子固体技术等以降低药剂制备过程中因界面效应造成的能量损失。为了获得高能钝感传爆药的基本方法，就是选择高能密度材料作为主体炸药，选择吸附作用强、结合能大的包覆剂。

论文主要通过分子动力学（MD）模拟体系模拟和计算以高聚物粘结炸药(PBX)为主的多系列各类型高能复合材料的结构和性能。以HNIW基高聚物粘结PBX为例，通过“吸附包覆”型MD模拟，探讨高聚物粘结剂及其浓度以及温度对PBX 的力学性能、结合能和爆炸性能的影响；比较了由不同粘结剂构成的PBX的平衡结构、结合能、力学性能和爆炸性能的差异，比较并选择性能优良、粘结效果好的粘结剂。对Estane5703、EVA7350M及F2314与ε-HNIW分子间相互作用进行探讨，对粘结剂进行优选。运用分子动力学软件中的DICOVER模块，以COMPASS 力场，运用量子化学（QM）方法，结果表明，三种粘结剂与ε-HNIW结合能顺序为：ε-HNIW/ Estane5703>ε- HNIW/EVA7350M>ε- HNIW/ F2314，PBX 体系内分子作用前后ε-HNIW分子结构未发生大的改变。

最后对传爆药ε-HNIW探讨了各种工艺条件对包覆效果的影响，采用水悬浮制备法制备了ε-HNIW基传爆药。结果表明，粘附功计算结果和DSC实验结果证实MD方法可优选结合能大，相容性好的粘结剂。