軟物質物理視角探究PBX 的結構穩定性

1 PBX 的軟物質特性與結構穩定性

軟物質物理學是近年來興起的凝聚態物理與化學、材料、生命科學密切結合的熱點研究領域。軟物質（聚合物、膠體、液晶、蛋白質、顆粒體系等）最顯著的特征是能自組織形成多層次的復雜結構，易在外界微小作用下產生顯著的宏觀效果。例如，天然橡膠與微量的硫（碳/硫原子比約200）發生反應而形成空間網絡結構，其力學性能會發生突變；處于自組織臨界狀態的沙堆，外界擾動可能導致沙堆發生整體性的連鎖反應而坍塌（陸坤權，劉寄星. 軟物質物理學導論［M］. 北京：北京大學出版社，2006.）。

不論是高聚物黏結炸藥（PBX）的基礎研究還是工程應用，如何保持、提高PBX 的結構穩定性歷來都是重點關注的問題。研究人員通常從三個方面探究PBX 的結構穩定性：一是從損傷力學角度入手，分析損傷隨變形的演化，并最終導致破壞過程中的力學規律（陳鵬萬，黃風雷. 含能材料損傷理論及應用［M］. 北京：北京理工大學出版社，2006.）；二是從材料組分入手，研究黏結劑在溫度作用下的結晶、降解、有機物揮發行為，以及對PBX 力學性能的影響（韋興文，李敬明，涂小珍，等.熱老化對TATB 基高聚物粘結炸藥力學性能的影響［J］.含能材料，2010，18（2）：157-161.）；三是從界面調控入手，提高PBX 中炸藥晶體與黏結劑的結合強度（何冠松，林聰妹，劉佳輝，等. TATB 基PBX 界面粘結改善研究進展［J］. 含能材料，2016，24（3）：306-314.）。筆者在近年的學科交叉研究中，發現PBX 的結構穩定性與軟物質領域中的一些典型物理現象存在緊密的聯系。……