• 研究目的与意义

烟火药是主要利用其燃烧反应产生可见光、红外辐射、高热、高压气体、气溶胶烟幕和声响等物理效应的药剂。烟火药主要应用于民用烟花爆竹以及军用烟火技术。烟火药在应用过程中主要以燃烧为主，不同用途的烟火药剂对燃烧性能有着不同的要求.本文采用一种以密闭爆发器为实验装置的方法对烟火药剂的燃速及压力指数进行测试。通过对烟火药燃烧性能测试过程中试样“串火”问题的分析与解决，探究不同包覆材料对烟火药燃烧性能测试的适用性，探索出较为可靠的包覆材料和包覆工艺，从而保证药剂燃烧性能测试结果的准确性。

• 烟火药包覆材料研究背景

1.2.1包覆材料的普遍研究背景

美国的HolyMoses火箭第一次把包覆层应用于双基系推进剂。推进剂的某些表面的燃烧会影响性能，为了控制其负面影响，人们采用石棉布、纸张、绝缘带或用布增强的酚醛树脂作为阻燃包覆层，后又在包覆层方面采用了较为先进的材料，如乙基纤维素和醋酸纤维素。随后又开发了性能较好的包覆材料，如环氧树脂、有机玻璃、聚氨酯和不饱和聚酯等。在技术高速发展的同时，对包覆材料的性能要求也越来越严格，研究者们对包覆材料的机械强度、耐烧蚀性、粘接强度、抗迁移等性能做出深入探索，开发利用了硅橡胶、聚氯化乙烯、三元乙丙橡胶以及柔性不饱和聚酯等材料，在包覆材料领域开辟了广阔天地。

硅橡胶是近年来国内正在研究和应用的一种十分重要的包覆材料，自二十世纪80以来，针对硅胶包覆层的基础胶的改性、配方选取、烧蚀性能、粘接性能、力学性能等方面进行了系统的研究，获得了突破性的进展。但是我国在硅橡胶方面的研究广度和深度都还不够，与国外先进研究相比还有很大的差距，硅橡胶包覆层的自粘性研究方面的差距更是突出。总的来说，我国在包覆材料方面的研究稳中有进，但仍任重而道远。

1.2.2对包覆材料机械强度方面的研究

包覆后的装药在运输、贮存以及使用的过程中会受到各种应力作用，为了防止包覆层在应力作用下发生破裂损坏，需要包覆层具有足够的机械强度和延伸率。各国研究人员对此进行了不断的研究。

齐双春^【1】等人用改性后的纳米Al₂O₃对不饱和聚酯树脂的改性进行了研究。改性之后的纳米Al₂O₃拥有较好的分散性，对包覆层的韧性提高具有较为理想的效果。结果表明，当纳米Al₂O₃填充量为8%时，材料的增韧效果最为理想，但当填充量为6%-8%时，出现了很明显的脆韧转变。

1.2.3对包覆材料耐烧蚀方面的研究

对于一些高分子材料如环氧、聚氨酯、不饱和聚酯等，其自身的耐烧蚀性能难以达到发动机装药的设计要求，因此，需要对其进行改性以改善 包覆层的耐烧蚀性能。

郑俊萍等人^【2】为提高硅橡胶的耐热性能，将数种金属氧化物作为耐热添加剂加入，并用热空气老化、X射线衍射等方法进行探究。结果显示金属氧化物复合物可以改善硅橡胶的耐热性能。

李东林^【3】等人为解决不饱和聚酯包覆层耐烧蚀性能差的问题，在基体材料中加入耐烧蚀纤维和阻燃剂。结果表明碳纤维和Al（OH）₃都能显著提高不饱和聚酯包覆层的耐烧蚀性能。

国内研制的聚醚型聚氨酯包覆层中添加了大量的无机材料，如玻璃粉、酸洗石棉（短纤维的粉状物）、Cr₂O₃、B₂O₃、Fe₂O₃和(NH4)₃PO₄。包覆层中无机组分占45%~50%。发动机点火实验表明，包覆层的阻燃效果良好，工作正常可靠。

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