雙基發(fā)射藥擠出式3D 打印技術(shù)

王沫茹，周擁榮，金國瑞，袁 璟，藺向陽，南風(fēng)強(qiáng)，何衛(wèi)東

（1. 南京理工大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，江蘇 南京 210094；2. 南京理工大學(xué) 特種能源材料教育部重點實驗室，江蘇 南京 210094）

0 引言

發(fā)射藥的能量釋放過程對火炮性能有重要影響，采用復(fù)雜幾何形狀的發(fā)射藥是控制能量釋放過程的重要方法。受到傳統(tǒng)發(fā)射藥制備工藝技術(shù)的限制，目前發(fā)射藥幾何形狀較為簡單，一般為片狀、柱狀、管狀和多孔等幾何形狀［1］。3D 打印技術(shù)是一種通過多種方式逐層堆積的數(shù)字化快速成型技術(shù)，這使得復(fù)雜幾何形狀發(fā)射藥的制備成為可能［2-3］。

目前，3D 打印技術(shù)在發(fā)射藥領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括光固化和擠出成型2 種方式［4］。在發(fā)射藥的光固化打印方面，Straathof 等［5］和胡睿等［6-7］探索了含光固化樹脂的新型發(fā)射藥配方體系，均采用含50% 黑索今（RDX）的配方打印出多孔盤狀發(fā)射藥，理論火藥力為870 kJ·kg-1。Straathof等打印的發(fā)射藥定容燃燒試驗的燃速系數(shù)u1和壓力指數(shù)n分別為0.015 mm·s-1·MPa-n和1.17。胡睿等打印的發(fā)射藥定容燃燒試驗的u1和n分別為0.02 mm·s-1·MPa-n和1.46，拉伸強(qiáng)度為7.3 MPa。為進(jìn)一步提高發(fā)射藥能量，高宇晨等［8］分別制備了含70%、75%和80%六硝基六氮雜異伍茲烷（CL-20）的光固化打印配方，理論火藥力分別達(dá)到1107.43、1152.73 kJ·kg-1和1209.44 kJ·kg-1，定 容 燃 燒 試 驗 的壓力指數(shù)依然較高，分別為1.35、1.27 和1.41，而較高的壓力指數(shù)可能導(dǎo)致內(nèi)彈道過程中出現(xiàn)安全問題。楊偉濤等［9-10］制備了一種含能光固化樹脂（丙烯酸酯封端的聚-3-硝基甲基-3-甲基氧雜環(huán)丁烷，APNIMMO），采用含60% CL-20和40% APNIMMO 的配方進(jìn)行光固化打印，其光固化打印配方的理論火藥力為996 kJ·kg-1，但實驗中含65% CL-20 的光固化打印配方?jīng)]有表現(xiàn)出足夠的液體流動性，不適合打印。……