• 제목/요약/키워드: polymer bonded explosive

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미세구조 해석을 통한 고농축 복합화약 시뮬란트의 유변물성 예측 (Estimation of Rheological Properties of Highly Concentrated Polymer Bonded Explosive Simulant by Microstructure Analysis)

  • 이상묵;홍인권;이재욱;심정섭
    • 폴리머
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    • 제38권2호
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    • pp.225-231
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    • 2014
  • 고분자 결합제로 vinyl acetate(VA) 함량이 각각 30, 60%인 poly(ethylene-co-vinyl acetate)(EVA)를 사용하여 고농축 복합화약 시뮬란트의 유변학적 특성을 연구하였다. 충전제로는 탄산칼슘 및 research department explosive (RDX)와 물리적 특성이 유사한 Dechlorane을 사용하였다. 회분식 용융 혼련기를 사용하여 농축 현탁계를 혼련하였는데 최대 75 v%까지 충전이 가능하였다. 동적 기계적 물성 변화를 측정한 결과 Dechlorane이 탄산칼슘보다 결합제수지와 더 높은 상호작용을 보였다. 일정 전단속도 방식과 일정 전단응력 방식의 평판-평판 레오미터를 사용하여 현탁계의 미세구조의 변화가 유변물성에 미치는 영향을 조사하였고, Krieger-Dougherty 식을 사용하여 최대 충전 부피분율 및 고유점도를 구하였다. EVA31/Dechlorane 현탁계의 최대 충전 부피분율은 약 70 v%이고, 혼련시 전단응력이 약 2000 Pa 정도 부가되는 것이 적절함을 알 수 있었다.

고농축 복합화약 시뮬란트의 유변학적 특성: 벽면 미끄러짐, 틱소트로피, 유동불안정성 (Rheological Characteristics of Highly Concentrated Polymer Bonded Explosive Simulant: Wall Slip, Thixotropy, and Flow Instability)

  • 이상묵;홍인권;안영준;이재욱
    • 폴리머
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    • 제38권2호
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    • pp.213-219
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    • 2014
  • 고분자 결합제로 hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB)와 폴리에틸렌 플라스토머인 Exact를 사용한 고농축 복합화약 시뮬란트의 유변학적 특성을 연구하였다. 충전제로서 설탕 및 research department explosive(RDX)와 물리적 특성이 유사한 Dechlorane을 사용하였다. HTPB 사용시에는 가소제로 diethyl hexyl adipate(DEHA or DOA)를 첨가하기도 하였다. 농축 현탁계의 혼화는 시그마 블레이드가 장착된 회분식 혼련기(Rheomix 600, Haake) 를 사용하였고 유변학적 물성은 평판-평판 레오미터 및 모세관 레오미터를 이용하였다. 고농축 결합제/충전제 현탁계의 벽면 미끄러짐 현상, 전단 히스테리시스에 따른 틱소트로피 거동, 전단속도 및 충전제 첨가에 따른 유동불안정성 변화를 조사하였다.

고농축 복합화약 시뮬란트: Exact/Dechlorane 현탁계의 유변물성 (Highly Concentrated Polymer Bonded Explosive Simulant: Rheology of Exact/Dechlorane Suspension)

  • 이상묵;홍인권;이재욱;이근득
    • 폴리머
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    • 제38권3호
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    • pp.286-292
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    • 2014
  • 에너지 고분자인 poly(BAMO-AMMO)와 유사한 특성을 갖는 폴리에틸렌 플라스토머인 Exact를 고분자 결합제로, RDX(research department explosive)와 유사한 특성을 갖는 dechlorane을 충전제로 사용한 고농축 복합화약 시뮬란트 현탁계의 유변물성을 연구하였다. 회분식 용융혼련기를 사용하여 현탁계의 혼화거동을 조사하였는데 상당한 점성소산열이 발생하였다. 충전율이 70 v% 이상에서는 토크의 지속적인 감소가 있었는데 이는 벽면 미끌어짐 현상에 기인한다고 사료되었다. SEM 관찰 결과 충전제 입자들은 잘 분산되어 있었고 혼화 조건의 영향은 크지 않은 것으로 판단되었다. 현탁계의 뚜렷한 전단박화(shear thinning) 특성으로 인하여 낮은 전단속도의 평판-평판 레오미터에서 측정이 어려운 고충전 현탁계도 높은 전단속도의 모세관 레오미터에서 유변물성 측정이 가능하였다.

접촉각 측정에 의한 RDX/EVA의 표면 에너지 해석 (The Analysis of surface free energy of RDX/EVA from contact angle measurements)

  • 심정섭;김현수;이근득
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.219-230
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    • 2000
  • Plastic bonded explosive(PBX) is mainly composed of the nitramine explosives, RDX, HMX, and polymer binders. When the adhesion between nitramine crystals and binder is not particularly strong and can be failed under stress, dewetting occurs rather suddenly and this leads to a significant drop in tensile strength of explosives. Mechnical property of plastic bonded explosive depends on the surface characteristics of filler and binder. In order to design for better adhesion, an understanding of the surface properties of explosive and binder is essential. In this study, 2 kinds of RDX and 4 kinds of ethylene vinyl acetate copolymers are selected, since they are widely used in many plastic bonded explosives. The technical objective of this investigation is to calculate for the surface free energy of RDX and EVA using theory of Fowkes, van Oss, Neumann approaches and Kaelble equation and to predict the interaction between filler and binder from their surface free energies.

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복합화약 조성설계에서의 이론적 연구(I) (A Theoretical Study for the Formulation Design of PBX(I))

  • 심정섭;김현수
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.109-115
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    • 2008
  • A Plastic Bonded Explosive(PBX) is mainly composed of nitramine explosive and polymer binder. The great number of serious applications of PBX requires the good adhesion between nitramine crystals and binder, which depends on the surface characteristics of a filler and binder. In the pursuit of the better design to achieve the enhanced adhesion, profound knowledge of the surface and interfacial characteristics of explosive and binder should be exploited. In this study, the influences of physicochemical properties between RDX and binders such as interfacial tension($\gamma_{SL}$), latent heat($Q_m$), and density($\rho$) on impact sensitivity of PBX were investigated. As experimental results, the major contribution factor to impact sensitivity of PBX was the interfacial tension, compare with other surface properties. The correlation coefficient of $H_{50}$ versus $\gamma_{SL}$ is 0.9932 when a polynomial regression method was used.

다성분 입자계를 적용한 압축형 복합화약의 ?감도특성 연구 (Study on Characteristics of Shock Sensitivities of Pressable Plastic-Bonded Explosives(PBXs) Applying Multimodal Particle System)

  • 박하늘
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.96-106
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    • 2017
  • 압축형 복합화약에서는 압축 시 화약입자들의 재배열 및 변형으로 인하여 화약입자들의 압착화가 이루어지게 된다. 만약 깨지기 쉬운 화약입자들이 입자들의 최대 무질서밀집충진율보다 높아질 때까지 압축되면 큰 입자들은 깨짐으로써 빈 공간을 채울 수 밖에 없다. 본 연구에서는 다성분 입자계를 적용하여 압축 시 화약입자들의 손상을 막음으로써 둔감하면서도 고도로 충진된 압축형 복합화약을 얻고자 하였으며 실험결과, 2성분 입자계보다 3성분 입자계에서 더 고밀도이면서도 둔감한 ?감도를 갖는 압축형 복합화약을 얻을 수 있었다.

Hydroxyl Terminated Polybutadiene/(설탕 또는 탄산칼슘) 현탁계의 유변물성 및 경화특성 (Rheology and Curing of Hydroxyl Terminated Polybutadiene/(Sugar or Calcium Carbonate) Suspension)

  • 이상묵;홍인권;이재욱;정원복
    • 폴리머
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    • 제38권4호
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    • pp.417-424
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    • 2014
  • 결합제로 열경화성의 hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB)을 사용한 고농축 복합화약 시뮬란트의 조성 및 공정조건에 따른 반응성과 유변학적 거동을 연구하였다. 충전제로서 평균입도비가 각각 10:1과 25:1인 bimodal의 탄산칼슘과 설탕을 사용하여 용융혼련기 내에서 최대 75 v%까지 충전하였다. 평판-평판 레오미터를 사용하여 유변물성을 관찰한 바 bimodal 현탁계를 구성할 경우 unimodal 현탁계보다 훨씬 낮은 상대점도 값을 나타내었으며 총 충전제 양 중 작은 입자 분율이 0.25에서 최저 값을 보였다. 경화 온도가 높을수록 경화 개시 및 완료가 빨랐으며 토크가 낮게 유지되었고 경화로 인한 온도 상승 폭이 작았다.

주조형 복합화약용 HTPB 고분자 바인더의 상용모델 특성연구 (The Research of Commercial HTPB Polymer Binder Characteristics for Castable Plastic Bonded Explosive)

  • 이승재;김재우;박종완
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.441-444
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    • 2011
  • 폴리우레탄 계열 바인더용 Prepolymer로 많이 사용되고 있는 HTPB의 상용모델에는 Type A와 Type B 2종류의 모델이 있다. 이에 국내외에서 생산되고 있는 이 2가지 모델에 대해 이화학적 특성과 주장약 PBX-A에 적용하여 점도 및 기계적 특성 등을 연구하였다. Type A는 Hydroxy value가 낮아 주장약에는 적용하기 힘들다고 판단되어 시험에서 제외하였으며, Type B의 경우 Type B-3 대비 Type B-1, 2를 공정에 적용하기에는 불리한 기계적 특성을 보였다. 하지만 Type B-2, 3의 공정조건(당량비/경화조건)을 규격 내에서 변경 적용한다면 이상은 없을 듯하나 Type B-3와 같은 공정조건으로 적용하기 위해서는 높은 Hydroxyl Value와 Functionality의 HTPB를 적용할 필요가 있다.

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판상 화약 DXD-19 조성 및 성형 공정개발 (Development of the formulation and the process of DXD-19 sheet explosive)

  • 전용구;이진성
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.129-139
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    • 2004
  • DXD-19 is a flexible sheet explosive, which is a new polymer-bonded explosives(PBX's). DXD-19 is relatively insensitive and can be extruded into various configurations to be applied to munitions. A typical application includes multi-point initiation for the warhead, cutting/severance devices and transfer lines. The DXD-19 composition employs a binder system derived from the thermoplastic elastomer(HyTemp 4454) containing $5\%$ OH terminated with isocyanate curable for increasing mechanical properties. The use of an elastomer CAB increases its mechanical properties and the use of an energetic plasticizer BDNPF/BDNPA(F/A) improves the process ability as well as energy contents. The composition of the extruded DXD-19 formulation is formed $\%$ weight of $PETN/HyTemp/ATEC/(F/A)/CAB=72\~73/12\~13/6\~7/6\~7/1\~2$. Our safety tests of DXD-19 shows Insensitivity to an impact test and friction test, good thermal stability and excellent mechanical properties.

응력연화와 잔류변형을 고려한 복합화약 시뮬런트의 구성방정식연구 (A Constitutive Model for Polymer-Bonded Explosive Simulants Considering Stress Softening and Residual Strain)

  • 염기선;허훈;박정수
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.844-852
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    • 2014
  • PBX simulant is known to exhibit highly nonlinear behaviors of deformation such as the stress softening, hysteresis under cyclic loading, residual strain after unloading, and aging. This paper proposes a new pseudo-elastic model for PBX simulant considering stress softening and residual strain. Uniaxial loading and unloading tests at quasi-static states were carried out in order to obtain the mechanical properties of the PBX simulants. And then the Dorfmann-Ogden model is modified to make it consistent with the test result of PBX simulants. Prediction with the new model shows a good correspondence to the experimental data demonstrating that the model properly describes stress softening and residual strain of PBX simulants.