含能高分子材料球形化技术.pdf

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书籍描述

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《含能高分子材料球形化技术》首部介绍含能高分子材料球形化技术的专著。

目录
1绪论
1.1含能高分子材料球形化技术的发展历史/2
1.1.1球形药技术的诞生和初步发展阶段/2
1.1.2球形药技术的快速发展阶段/2
1.1.3球形药技术的成熟阶段/12
1.2球形药的分类/13
1.2.1按形状分类/13
1.2.2按结构分类/13
1.2.3按成分分类/14
1.3球形药的组成成分/15
1.4球形药的用途/15
1.5球形药技术的现状和发展趋势/16
1.5.1球形药技术的现状/16
1.5.2球形药技术的发展趋势/17
参考文献/18
2含能高分子材料球形化理论基础
2.1界面化学的基本理论/20
2.1.1表面能/21
2.1.2表面张力/23
2.1.3表面活性剂/30
2.1.4乳状液/33
2.2微胶囊技术/37
2.2.1微胶囊技术概况/37
2.2.2微胶囊的典型制备方法/38
2.3高分子溶液/41
2.3.1高分子溶液的特性/41
2.3.2高聚物的溶解过程/42
2.3.3高分子在溶剂中溶解度的判定/43
2.3.4高分子溶液理论/43
2.4填充聚合物/44
2.4.1填料在聚合物中的分散/44
2.4.2填料对聚合物力学性能的影响/45
2.5悬浮聚合法制备球形高分子材料/46
2.6含能高分子材料球形化的工艺原理/47
2.6.1内溶法工艺/48
2.6.2外溶法工艺/49
2.6.3球扁化工艺/50
参考文献/51
3典型含能高分子材料的球形化工艺
3.1典型的工艺流程/52
3.2典型的工序介绍/56
3.2.1物料溶解/56
3.2.2分散成球/57
3.2.3脱水/58
3.2.4溶剂驱除/59
3.2.5固液分离/60
3.2.6筛分及干燥/60
3.2.7其他后处理过程/60
3.3制备球形药的相关设备/61
3.3.1物料溶解设备/61
3.3.2成球设备/62
3.3.3挤出成型造粒设备/62
3.3.4筛分设备/65
3.3.5压扁设备/65
3.3.6干燥设备/66
3.4影响成球质量的因素及其规律/66
3.4.1材料种类/66
3.4.2投料比/68
3.4.3搅拌转速/71
3.4.4温度/73
3.4.5脱水条件/74
3.4.6影响成球质量的其他因素/78
3.5基础参数的测量与表征/80
3.6球形药成球机制的理论分析/83
3.7工艺放大准则/86
参考文献/89
4不同类型球形药的成型工艺
4.1单基球形药/90
4.1.1主要工艺技术路线/90
4.1.2成球工艺条件/91
4.1.3主要工艺条件对成球质量的影响规律/91
4.2双基球形药及球扁药/92
4.2.1概述/92
4.2.2双基球形药的制备工艺/94
4.2.3双基球扁药的制备工艺/99
4.3复合型球形药/100
4.3.1复合型球形药技术进展/100
4.3.2复合型球形药的制备工艺/101
4.3.3固体填料对成球效果的影响/101
参考文献/104
5特殊结构的球形药成型技术
5.1微孔结构球形药/105
5.1.1成型原理/105
5.1.2微孔球形药的成型工艺/110
5.1.3孔结构的形成与控制/112
5.1.4工艺参数对粒径及分布的影响/119
5.1.5工艺参数对堆积密度的影响/122
5.1.6应用技术/124
5.2分层结构微孔球形药/137
5.2.1药型设计原理/137
5.2.2成型工艺/138
5.2.3结构表征/141
5.2.4成型工艺与药型结构之间的关系/142
参考文献/147
6球形药的性能
6.1物理性能/150
6.1.1颗粒形状及内部结构/150
6.1.2密度/154
6.1.3粒度及其粒径分布/158
6.2热分解性能/163
6.2.1单基球形药的热分解性能/163
6.2.2双基球扁药的热分解性能/163
6.2.3单基微孔球形药的热分解性能/164
6.2.4含RDX的复合球形药的热分解性能/166
6.3燃烧性能/167
6.3.1常压燃烧性能/167
6.3.2高压定容燃烧性能/176
6.4安全性能/182
6.4.1机械感度/182
6.4.2静电火花感度/183
参考文献/185
索引/187

序言
含能材料是军事、航天、民用爆破等领域不可或缺的一类特殊材料。除了含能材料的化学成分,其结构和形态也是影响应用效果的重要因素。含能材料的球形化技术最早是为实现材料造粒和密实化而开发的,经过几十年的发展该技术已在身管武器发射药、推进剂以及部分民用领域得到应用,部分含能单体化合物的球形化技术成为含能材料领域的研究热点。
含能高分子材料是含能材料的重要组成部分,该类材料经过球形化处理后主要改变了材料的物理形态,对其化学特性和能量特性没有影响,但会对其燃烧性能产生非常大的影响。典型的球形含能高分子材料(简称为球形药)主要包括单基球形药、双基球形(扁)药以及复合球形药。近年来,球形药技术得到了国内外有关学者的高度重视,并取得了一些新的进展,发展了微孔球形药及分层结构球形药等具有新型结构和特殊燃烧性能的品种,球形药的应用领域也进一步拓展。含能高分子材料的球形化技术主要涉及颗粒形貌、颗粒密度和内部结构的控制。本书对含能高分子材料的球形化技术进行系统介绍,并结合作者多年来的研究成果,介绍该类材料的成型技术路线、工艺方法、结构与性能之间的关系及其在新技术领域的应用情况,反映了国内外在含能高分子材料球形化技术领域的新进展。本书旨在丰富含能材料的成型和结构控制技术,促进球形药技术在推进剂、发射药、炸药、烟花爆竹以及其他领域的应用。
全书共分为6章,第1章绪论主要介绍球形药的分类、成分、用途以及球形药技术的历史、现状和发展趋势。第2章含能高分子材料球形化理论基础,包括界面化学的基本理论和概念、高分子材料球形化的典型工艺路线和工艺原理。第3章典型含能高分子材料的球形化工艺,主要介绍了流程、通用的工艺条件、设备以及主要工艺参数对成型质量的影响规律。第4章不同类型球形药的成型工艺,详细介绍了单基球形药、双基球形药及球扁药、复合球形药这三类典型球形药的成型工艺的各自特点、工艺条件以及工艺条件对成球质量的影响规律。第5章特殊结构的球形药成型技术,介绍了微孔结构球形药以及分层结构微孔球形药的成型原理、工艺条件、结构与性能之间的关系、微孔球形药的应用情况。第6章球形药的性能,主要介绍其物理性能、热分解性能、燃烧性能、安全特性等。
在书稿起草和修订过程中,黄振亚研究员提出了不少建设性的意见,并提供了大量有价值的参考资料。郑文芳博士参与了第1章和第3章有关内容的起草,殷继刚硕士和寇波硕士参与了第5章有关内容的起草,张杰参与了第2章有关内容的起草,王萍和杜震参与了第4章和第6章的起草和修订。
本书是在著作者及其团队研究成果的基础上撰写的,是著作者多年研究成果的积累,同时也引用并参考了国内外同行新的研究成果,部分成果经过了系统的归纳和总结。
本书涉及高分子材料、含能材料、界面化学等多学科的内容,国内外还没有相关的专著出版。作者撰写过程中考虑到将理论成果与实际应用相结合,其中部分成果已申报发明专利。本书可供从事含能材料行业科研、生产以及教学的科技人员参考。
由于著作者水平有限,书中的一些内容还在研究和发展之中,难免有疏漏之处,恳请读者批评指正。

蔺向阳2013年10月

文摘
版权页:



②阳离子型表面活性剂 具有带一个以上正电荷的亲水基,如胺盐型阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂;
③两性离子型表面活性剂 分子主链上具有或可以具有一个负电荷和一个正电荷,如氨基酸型两性表面活性剂、甜菜碱型两性表面活性剂、咪唑啉型两性表面活性剂、氧化胺;
④非离子表面活性剂 亲水基没有电荷,但可以从高极性基团获得水溶性,如脂肪酸甘油酯、多元醇型、聚氧乙烯型、聚氧乙烯一聚氧丙烯共聚物等。
(5)表面活性剂的作用
表面活性剂可起洗涤、乳化、发泡、湿润、浸透和分散等多种作用,且表面活性剂用量少,操作方便、无毒无腐蚀,是较理想的化学用品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂,其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域,主要有以下几种作用:
①乳化作用 一种液体以微细液滴的形式均匀分散于另一不相混溶的液体中,所形成的分散体系称为乳状液,形成乳状液的过程称为乳化作用。通常乳状液可以分为油包水型(W/O型)和水包油型(O/W型)两类。制备W/O型乳液时,所选的乳化剂HLB值应在3~8之间,乳化剂可选Span系列表面活性剂。制备O/W型乳液时,所选的乳化剂HLB值应在8~16之间,乳化剂可选Tween系列表面活性剂。
②增溶作用 表面活性剂在水溶液中形成胶束后,具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力。且溶液呈透明状,这种作用称为增溶作用。能产生增溶作用的表面活性剂称为增溶剂。
增溶作用对表面活性剂的要求,浓度大于临界胶束浓度(CMC),亲水一亲油平衡值(HLB值)介于13~18。增溶体系为热力学平衡体系,CMC越低、缔合数越大,增溶量就越高。温度影响胶束的形成,影响增溶质的溶解,影响表面活性剂的溶解度。
③润湿作用 润湿作用是指固体表面上的一种流体被另一种流体取代的现象,这里讲的流体可以是液体,也可以是气体。润湿一般分为三类:接触润湿,浸入润湿和铺展润湿。无论是何种润湿过程,其实质都是界面性质及界面能量的变化。应用于润湿作用时要求表面活性剂的HLB值在7~12之间。通过调节表面活性剂用量和品种可以控制液相、固相之间的润湿程度。

内容简介
《含能高分子材料球形化技术》内容简介:含能高分子材料球形化技术是含能材料领域重要的分支之一,本书以高分子材料球形化工艺为基础,系统介绍了球形药的内涵、分类、性能、用途、制备原理、成型技术路线及典型的工艺条件,并介绍了部分球形药品种的性能和应用情况。有关的工艺技术涉及高分子物理、界面化学、微胶囊技术等多方面的知识和基础理论,结构体系上以球形药的成型技术作为主线,把有关的理论和技术有机地分散到各个章节,以方便没有接触过球形药技术的人员理解。
《含能高分子材料球形化技术》可供从事含能材料研究与应用的技术人员参考,也可供高等院校相关专业师生参考阅读。

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