DBP 和NA 在發(fā)射藥中擴散性能的分子動力學模擬

丁銀鳳，梁 昊，丁亞軍，肖忠良

（1. 南京理工大學化工學院，南京 210094；2. 南京理工大學特種能源材料教育部重點實驗室，南京 210094）

1 引言

表面鈍感是實現(xiàn)發(fā)射藥燃燒高漸增性的常用途徑之一，鈍感劑通過擴散作用滲入發(fā)射藥基體，在發(fā)射藥表層呈由表及里下降的趨勢，以降低燃燒初期的氣體生成速率。當前中小口徑武器所使用的鈍感發(fā)射藥，主要采用鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、樟腦等作為鈍感功能組分，取得了較好的彈道效果。但是DBP、樟腦分子量較低，在長時間貯存過程中易遷移，引起鈍感劑濃度和分布的變化，對發(fā)射藥的性能穩(wěn)定性和使用壽命產(chǎn)生負面影響［1］。為降低鈍感劑在發(fā)射藥貯存過程中的遷移速率，提高發(fā)射藥的使用壽命，目前高分子鈍感劑（聚新戊二醇己二酸酯NA）已成功應用到EI 發(fā)射藥（改性單基發(fā)射藥）中，較高的分子量提高了發(fā)射藥的長儲穩(wěn)定 性［2-4］。

但發(fā)射藥貯存過程中，DBP 和NA 的遷移現(xiàn)象仍然存在，國內(nèi)外主要采用顯微紅外光譜［5］以及激光顯微共聚焦拉曼光譜［6］等實驗手段測定鈍感劑的濃度梯度分布數(shù)據(jù)，并依據(jù)Fick 第二定律的高斯解進行曲線擬合從而得到擴散系數(shù)，但存在耗時長、檢測不準確、操作復雜等不足。目前，也有國外文獻報道Bertrand R 通過等溫實驗確定擴散系數(shù)與溫度的關(guān)系，并考慮發(fā)射藥基體膨脹效應的影響，建立方程，利用AKTS-SML 軟件預測擴散系數(shù)，但目前在非穩(wěn)定實驗條件下（例如老化期間的溫度波動、膨脹效應），模擬計算鈍感劑在發(fā)射藥的遷移速率具有一定的局限性，而且對于其擴散的機理也沒有研究［7］。……