CN101137886A - 弹药壳 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种弹药制品，其包括弹壳和帽部，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料室温下的Izod缺口冲击值大于约10 ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击值与约－40℃下的Izod缺口冲击值之比小于约4。可选择地，所述弹壳可由聚亚苯基砜或硅氧烷改性的双酚－A聚碳酸酯或具有联苯基键的双酚－A聚碳酸酯或包括双酚－A聚碳酸酯和丙烯酸酯弹性体的共混物形成。还提供一种通过共混材料与高模量聚合物来改进聚合物弹药壳材料的粘弹性反应的方法。

Description

弹药壳
技术领域
本发明涉及一种弹药制品，更具体而言，涉及一种至少部分弹壳由聚合物材料构成的弹药壳。
背景技术
因为应用的极端性质，用于制造弹药筒的材料必须表现出优异的机械和热性能。目前世界上普遍用于生产用于所有弹药口径的弹壳的材料是金属。黄铜是主要的材料，随后是较少量的钢和有限量的铝。在过去的40年内，广泛研究了聚合物材料用于弹药壳的应用，但未成功。
黄铜、钢和较少的铝弹壳受具有许多缺点，最重要的优点是重量沉重和腐蚀问题。铝还另外存在可能暴露氧化劣化的缺点，并从而仅用于低压弹壳或可承受相对厚的壳壁的应用中。有鉴于这些问题，希望用于弹药壳制造的材料是轻质和抗腐蚀的，并同时具有适用于弹药应用的机械性能。许多轻质聚合物材料具有足够的抗腐蚀性；然而目前为止，仅将聚合物用于其中可承受它们的较差机械和热性能的适当弹药应用中(例如，含聚乙烯组分的散弹壳体)。
尽管在较宽范围内的处理和贮存条件下的稳定性是关键的，但在发射过程中出现对弹筒材料的最高机械要求。在弹筒基部支撑底火的材料必须首先无机械故障地吸收撞针对底火的撞击。在包封的推进剂的点火和燃烧时，迅速膨胀的气体产生高压，这将投射物从发射枪支的管内发射出。弹药壳必须经受得住并可承受爆炸形成的压力，以使得气态燃烧产物仅在管开口方向上膨胀，从而将能量最大程度地转化为投射物的动能。
枪支的弹药室与弹药筒外部紧密吻合，从而在径向支撑弹壳壁的主要部分；然而在许多枪支中，弹药筒基部端的一部分从弹药室伸出，从而得不到支撑。在发射时，沿弹壳形成应力分布，其中最大应力集中在基部端。因此，弹药筒的基部端必须具备最大的机械强度，而材料强度沿弹壳轴向向接受投射物的前端递减是可以接受的。
典型的黄铜弹壳被设计成可沿弹壳长度提供反映机械要求变化的强度分布，最坚固和最硬的材料位于弹药筒基部端。在黄铜和其他金属中，通过改变弹壳一端到另一端的热处理条件，可容易地产生强度分布，但这不适用于聚合物。通过改变壳壁厚度可获得聚合物弹药壳内的机械强度分布；然而，在其中弹壳外部几何结构被现有的枪支室尺寸限定的情况下，增厚壳壁经常导致弹壳内部体积对于接收所需的推进剂装载是不够的。
已经设计了许多具有由两个或多个分离部件组成的弹药壳的弹药制品。所述单独的部件通常由不同材料制成；通常为高强度的金属材料构成弹壳的基部或“帽”，而聚合物或其他材料构成弹壳的其余部分。例如，市售的散弹弹药使用连接到聚合物顶部或套筒上的金属基部或帽。尽管这种弹药筒要求大量的金属，但重量和成本节约足以使其市售可接受。
尽管弹药筒最严格的机械要求集中在基部端，但弹壳的顶部或前部也必须满足若干材料要求。在弹药筒推进剂燃烧时，在几毫秒内释放出极大量的能量，从而产生极高的压力和应变率。弹壳材料必须具备足够的展延性以吸收爆炸的冲击而不产生脆性破裂。同样，该材料必须具备足够的刚性和强度以避免蠕变、流动或其他变形。
已经致力于非常大量的努力来设计塑料的弹药筒，且本领域的研究人员已经实验了各种材料。尽管进行了这些尝试，仍未获得可靠的成功。
由于对弹壳材料的要求，研发基于聚合物的弹药的关键问题仍是识别出适当的聚合物材料。似乎所有迄今实验的聚合物材料均受到批评或者在发射过程中存在对产生的冲击能量吸收的缺陷或在高温下存在机械完整保持性的缺陷。找到至少能够用作弹药壳的顶部或前部的聚合物材料将是本领域的一个重大进步。
发明内容
根据本发明，提供了一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料室温下的Izod缺口冲击强度或值大于约10ft-lb/in(英尺·磅/英寸)(根据ASTM D256-00测量)且其室温下的Izod缺口强度值与约-40℃下的Izod缺口冲击值的比小于约4。
在本发明的第二实施方案中，提供了一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由两个或多个部件或部分构成且所述弹壳的至少一个部件由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料室温下的Izod缺口冲击强度或值大于约10ft-lb/in(根据ASTM D256-00测量)且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度的比小于约4。
附图说明
图1是根据本发明实施提供的弹药制品的半示意性立体图，所述弹药制品包括两片弹壳、底火和投射物(火药或推进剂装载未显示)；
图2是图1的弹壳和底火的半示意性分解立体图，示出了弹壳的基部(caselet)和帽部，帽部为横截面图；
图3是图1的弹壳和底火的半示意性横截面图，示出了弹壳的基部和帽部的横截面；
图4是在发射时破裂的由双酚A聚碳酸酯形成的弹药筒基部的半示意性立体侧视图；
图5是非常规弹壳的叠缩式弹药制品的半示意性横截面图。
具体实施方式
为本发明目的，本文使用的术语“弹药制品”是指准备装载入枪支内并发射的完整的装配好的弹丸。弹药制品可以是装入投射物的实弹或没有投射物的空弹。弹药制品可以是手枪或步枪弹药的任何口径，并还可以是其他类型的，如非致死弹、含有橡胶弹头的弹或其他非金属投射物、含有多个投射物(炮弹)的弹和含有不同于弹头的投射物的弹如灌注流体的散弹和胶囊。弹药制品可以是已知的类型或者是在本公开之后研发的类型或设计。
参考图1，其中给出了根据本发明实施提供的弹药制品10的示例性实施方案的半示意性立体图。弹药制品10包括作为固持推进剂装载(图未示)部件的弹壳(或简称“壳”)12、底火13和投射物14。因此，弹壳12是在发射之后弹药制品的保持完整的部分。弹壳可以是一片型或多片型构造。
除图1外还参考图2和图3，在本发明的一个实施方案中，弹壳12是两片型构造，其中所述弹壳包括包含弹壳前片或部分的“基”部12a和包含弹壳封闭端的“帽”部12b，底火13位于弹壳的封闭端。在图示的实施方案中，通过在基部12a的延伸部18外表面上的肋条16和帽部12b内表面上的肋条20将壳基部分12a和帽部12b固定到一起，当帽部被压到基部中时，它们咬合配合到一起。
转到图1A，其示出了包括一片弹壳12’、底火13’和投射物14’的弹药制品10’。
本文使用的术语“高模量”聚合物或聚合物材料是指室温下根据ASTM D790测得的挠曲模量至少为500,000psi、更优选至少为750,000psi、甚至更优选至少为900,000psi的聚合物或共聚物。还可使用的其他模量量度包括但不限于拉伸模量和剪切模量。
术语“室温”是本领域技术人员非常熟悉的；它通常指约23℃的温度。
为本发明目的，当提到聚合物材料的性能(例如冲击强度)时，是指在即将被模塑、成型或其他精加工成可用部件(例如，弹药壳部件)之前，原料存在的特性。当然，可能需要一些材料加工以用于性能测量(例如，对于冲击测试必须模制适当几何形态的试样)，并且我们并非意欲暗示对标准方法的偏离。当指出部件如弹壳是由具有某种性能的聚合物材料构成时，我们并不是指所述材料以“模制”部件存在时的那些性能，而是形成所述部件的材料的性能。原料可以是纯的聚合物或共聚物树脂，并还可含有添加剂、改性剂、共混组分等的任意组合。
根据本发明实施提供的弹药壳中所用的聚合物材料的必须性能是材料在高应变率时吸收大量能量的能力。这种能量吸收特性的指标是材料的冲击强度，或其对挠曲震动的反应。用于能量吸收的一些目前市售的聚合物材料包括无定形树脂如双酚-A聚碳酸酯(例如，防弹玻璃)和半结晶树脂如弹性体改性的聚酰胺(例如，运动设备)。(双酚-A聚碳酸酯由GE plastics以商标LEXAN141R提供；一种弹性体改性的聚酰胺由DuPont以商标Zytel FE 8194 NC 010提供。)
模塑树脂的冲击强度的传统测量是冲击测试，如Izod和Charpy测试。最广泛使用的数据是利用ASTM D256-00标准在室温(约23℃或73)下进行的Izod缺口冲击测试数据。ASTM D256-00的全部内容在此引入作为参考。
除非另外指明，当提到Izod缺口冲击强度值时，是指根据ASTMD256-00标准，方法A测量的。在本申请的说明书和权利要求书中，″ASTM D256″具体指ASTM D256-00，方法A。根据ASTM D256标准，我们指明了每一个Izod冲击强度值相关的样品测试温度。(ASTMD256-00，″Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics，″ASTM International)。
我们意识到，对于给定的聚合物材料，在不同样品、不同测试时，测得的Izod冲击强度将表现出某种程度的波动。本领域技术人员应理解，所述的Izod冲击强度值不是精确值，而是代表平均值，并且实际实验值可在平均值附近可接受的范围内存在偏离。
根据ASTM确定以下可能会明显地影响测试结果的测试参数：试样制备方法，包括但不限于加工技术，模具设计，模塑条件，和热处理；缺口形成方法，缺口形成工具的速度，缺口形成装置的设计，和缺口的质量；形成缺口和测试之间的时间；形成缺口的试样厚度和试样宽度；以及环境调节(ASTM D256-00)。因此，当比较不同温度下给定材料的Izod冲击强度时，优选试样温度为冲击强度测量之间的唯一变量。
下表提供常规用于能量吸收应用的两种材料的冲击强度数据：
表I.选择的热塑性塑料室温下的Izod缺口冲击强度(ASTM D256)
Figure A20068000746200151
即使是在表1中给出的代表冲击吸收现有技术的材料，在弹药壳应用中也经常失败。例如，图4中示出的在室温下弹壳12的双酚-A聚碳酸酯聚合物基部12a部分的破裂，其中基部12a沿其轴产生裂纹15，延伸部18的一部分完全破坏并与弹壳肋条分离。
引入弹性体相是增大热塑性材料的能量吸收能力的常规作法。因此，已经提出将橡胶填充的尼龙用于两片(帽部和基部)型弹药壳的塑料部分，但很少成功。此外，似乎在发射过程中聚合物和金属之间的界面是破裂的关键区域，有报道指出聚酰胺612型材料在此界面会出现问题。此外，聚酰胺612材料的相对较低的玻璃化转变温度(约50℃)使这些材料在快速发射中在枪支的热弹药室中软化。此外，聚酰胺612型材料表现出由于聚合物结构的亲水性而使尺寸和机械性能不稳定的趋势。
重要的是，应注意到上述聚合物材料在发射过程中不是总是破裂，在许多情况下它们的性能很充分。例如，在对由LexanPC形成的弹壳进行的测试发射中，4个这种PC弹壳中的三个性能充分，一个弹壳破裂。然而，有鉴于应用的极端性质，有用的聚合物材料必须在绝大部分时间性能完美。优选地，高于99％的聚合物弹壳可经受得住实弹发射；更优选地，高于99.9％；再更优选地，高于99.99％；仍更优选地，高于99.999％。成功率越高越优选，最优选的情况是100％的弹壳可经受得住。
因此，根据本发明的实施，重要的是；1)提供材料指导，以使本领域技术人员正确地识别有可能满足对弹药壳的高应变率能量吸收要求的聚合物材料，和2)教导从该聚合物材料制造这种弹壳的方法。
下面是满足根据本发明实施的弹药应用的要求并用于形成弹药制品的材料例子。这些材料的例子包括但不限于硅氧烷改性的双酚一A聚碳酸酯(S-PC，例如，以商标LexanEXL 9330由General ElectricCompany-GE Plastics，GE Plastics Datasheet，LexanEXL 9330(5页)(1997-2003)提供)；含有联苯基键的聚碳酸酯(B-PC，例如，以商标MakrolonDP1-1848由Bayer Polymers LLC of Pittsburgh PA，BayerPolymers Datasheet，MakrolonDP1-1848(4页)(5-03)提供)，和聚亚苯基砜(PPSU，例如，以商标RadelR-5700 NT由Solvay AdvancedPolymers，LLC of Alpharetta，GA提供，Low Temperature Notched IzodImpact of RadelR-5xxx Resins，RadelR 5700NT-(5页))。上述引用的GE，Bayer和Solvay Advanced Polymers数据表的全部内容在此引入作为参考。根据Izod缺口测试(ASTM D256，室温23℃，同上)测量的聚合物材料能量．吸收能力示于表II。
表II.选择的热塑性塑料室温下的Izod缺口冲击强度(ASTMD256)
聚合物 首字母缩写 冲击强度
硅氧烷-改性的双酚-A聚碳酸酯 S-PC 15ft-lb/in
具有联苯基键的双酚-A聚碳酸酯 B-PC 13ft-lb/in
聚亚苯基砜 PPSU 12.5ft-lb/in
在高应变率情况下聚合物吸收产生能量的能力的一个标准量度是室温下的Izod缺口测试，ASTM D256。表I和II中报道的Izod缺口冲击强度值表明，PC和PA612明显优于S-PC，B-PC和PPSU。从而，S-PC、B-PC、和PPSU弹壳成分能承受许多次实弹发射而无任何可看到的损坏迹象，并且所述聚合物作为弹壳的弹药与常规黄铜弹药性能相同是出乎意料的结果。这与早期尝试利用PC和PA612材料经常观察到弹壳破裂的现象形成直接对比。
尽管不希望限于理论，但是我们认为上述公开的材料的优异性能的原因产生自它们优异的能量吸收性能。有效选择适当材料的非显而易见的关键之处在于，不仅检测它们在环境温度下的冲击吸收特性，而且检测在远低于环境温度的温度下的冲击吸收特性。例如，比较室温下的Izod缺口值发现，PC和PA612材料比成功发射的材料S-PC、B-PC、和PPSU具有更高的冲击强度。然而，当比较低于环境温度的温度下的冲击强度数据时，情况则不同。
下表III列出了在远低于室温的温度下测量的上述五种材料的Izod缺口冲击强度。低温下的Izod缺口冲击强度值比室温数据更不易得到。因此，表III报道的数据并不是对于所有材料在相同低温下得到的。
比较表I和II的室温下的Izod数据与表III的低温数据，在有时失败的实弹发射的聚合物弹壳材料组对可承受发射的弹壳材料组之间观察到明显不同的性能。表III的最后一栏列出室温下的Izod缺口冲击数据值与低温下的Izod缺口数据值之比；因此，比值表明经冷却冲击强度的损失程度。性能不充分的材料在冷却到低温时损失过量的冲击强度(高比值)。表III中提供的数据源于以下数据表，其全部内容在此引入作为参考：(1)Solvay Advanced Polymers，Low TemperatureNotched Izod Impact of RadelR-5xxx Resins，RadelR 5700 NT，和(2)″A Guide to Polycarbonate in General″，由Engineering PolymerSpecialists提供。用于弹药壳的可接受的材料是经冷却保持大量冲击强度的那些。令人惊讶的是，适于弹药壳的聚合物材料是室温下测量的Izod缺口冲击强度与-40℃(或更低温度)下测量的Izod缺口冲击强度之比值小于4的那种。
应注意，B-PC材料的低温数据点在-30℃下记录。这反映了对于ASTM D256冲击测试在引用的Makrolon数据表中记录的数据。根掘可选的测试方法ISO 180-4，测量这种材料的Izod缺口冲击数据如下：23℃下60kJ/m2，-30℃下55kJ/m2，和-60℃下50kJ/m2。尽管ISO和ASTM测试方法之间不存在直接的相关性，但是通过给定方法测量的Izod缺口值之比在不同方法之间具备可比性。B-PC材料的ISO数据表明，当从23℃冷却到-60℃时，材料的展延性没有明显降低。事实上，在这些温度下报道的冲击强度之比值为1.2，远小于4。这定性地表明，通过ASTM方法在室温和-40℃下测量的材料冲击强度之比明显小于4。因此，在表III的比较中，B-PC材料与PPSU材料分类到一起，优于PC和PA612材料。
尽管对于S-PC提供的数据不是在-40℃下收集的，但是我们考虑到了比较有效性，由于对于该材料的数据是在比PC和PA612材料更严格(更冷)的条件下记录，且前者仍比后者在很大程度上更为优异。
表III.选择的热塑性塑料在低温下的Izod缺口冲击强度(ASTMD256)
聚合物 首字母缩写 温度 冲击强度 比
双酚-A聚碳酸酯 PC -40℃ 1.8ft-1b/in 8.3
高冲击聚酰胺612 PA612 -40℃ 2.5ft-1b/in 7.0
硅氧烷-改性的双酚-A聚碳酸酯 S-PC -51℃ 11ft-1b/in 1.4
具有联苯基键的双酚-A聚碳酸酯 B-PC -30℃ 11ft-1b/in 1.2
聚亚苯基砜 PPSU -40℃ 3.9ft-1b/in 3.2
为确定用于制造根据本发明的聚合物弹壳或弹壳部分的适合材料，重要的是考虑室温下的耐冲击性以及在温度远低于常用温度下的耐冲击性。
优选地，用于根据本发明实施提供的弹壳的聚合物材料室温下的Izod缺口值大于约10ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且其室温下的Izod缺口值与约-40℃下的Izod缺口值的比小于约4。
更优选地，用于根据本发明实施提供的弹壳的聚合物材料室温下的Izod缺口值大于约10ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且其室温下的Izod缺口值与约-40℃下的Izod缺口值的比小于约3.5。
仍更优选地，用于根据本发明提供的弹壳的聚合物材料室温下的Izod缺口值大于约12ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且其室温下的Izod缺口值与约-40℃下的Izod缺口值的比小于约4。
最优选地，用于根据本发明实施提供的弹壳的聚合物材料室温下的Izod缺口值大于约12ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且其室温下的Izod缺口值与约-40℃下的Izod缺口值的比小于约3.5。室温下的Izod缺口值与-40℃下的Izod缺口值的比可以小于约3或小于约2.5或更小。越低的比值表明低温冲击性能越优异，这在本发明实施中是优选的。
用于根据本发明提供的弹壳的其他聚合物材料室温下的Izod缺口值大于约10ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且其室温下的Izod缺口值与约-40℃下的Izod缺口值的比小于约3。室温下的Izod缺口值与约-40℃下的Izod缺口值的比可以小于约2.5或更小。此外，比值越低越优选。
我们不意图以任何方式限制对在约-40℃下测量的Izod值的低温冲击强度要求。显然，在更低温度下保持高冲击强度的材料将适用于弹药壳。因此，为确定根据本发明室温和低温下的Izod冲击强度之比，可以在温度接近-45℃，或接近-50℃，或接近-55℃，或接近-60℃，或在甚至更低的温度下测量低温冲击强度。因此，室温下的Izod缺口与-45℃(或更低)下的Izod缺口之比为4或更小通常意味着室温和-40℃下的比也为4或更小；因此，本发明实施中也可以使用任何这种材料。此外，本领域技术人员应理解，尽管不是优选的，但可以从室温下测量的值和温度略大于-40℃下测量的值而确定冲击强度比。
在本发明的一个实施方案中，弹药壳由室温下的Izod缺口值大于约10ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且室温下的Izod缺口值与约-50℃下的Izod缺口值的比小于约4的聚合物材料构成。在更优选的实施方案中，弹药壳由室温下的Izod缺口值大于约10ft lbs/in(根据ASTMD256测量)且室温下的Izod缺口值与约-50℃下的Izod缺口值的比小于约3.5的聚合物材料构成。在进一步更优选的实施方案中，弹药壳由室温下的Izod缺口值大于约12ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且室温下的Izod缺口值与约-50℃下的Izod缺口值的比小于约4的聚合物材料构成。在仍进一步更优选的实施方案中，弹药壳由室温下的Izod缺口值大于约12ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且室温下的Izod缺口值与约-50℃下的Izod缺口值的比小于约3.5的聚合物材料构成。
由于相应数据的广泛可获得性，本说明书中利用Izod缺口冲击测试用作说明本发明的比较标准。然而，应注意到，其他测试方法如Izod(未形成缺口)和Charpy测试提供了冲击强度的量度，并从而可以间接地应用于本发明的实施中。尽管实际冲击强度值并因而强度比不直接相关，但是根据任何冲击测试方法在室温和低温(-40℃或更低)下的冲击强度比比较小(小于约4或5)的聚合物材料可用于根据本发明实施提供的弹药壳。当进行其他冲击测试方法时证实有良好的低温冲击强度的材料在Izod缺口测试中也应该表现出相似的性能。因此，使用任何标准冲击测试方法测量的室温对低温冲击强度可用于定性地评价材料的弹壳性能，但是如果不存在材料是否满足根据本发明的弹壳成分标准的相关数据，应该根据ASTM D256收集Izod缺口数据。
展延性本身不是指导给定的聚合物材料用作弹药壳材料适用性的唯一因素。我们并非意图暗示满足本发明冲击标准的每种材料均适于各种弹药应用。本发明建立的材料冲击要求必须结合其他因素来看待，如抗蠕变性，热性能如熔融和玻璃化转变点，耐化学品性，不可燃性，尺寸稳定性，特定的应用要求，弹药室和弹壳之间的摩擦系数等。然而，缺少足够的展延性或经冷却损失过多展延性的确使给定材料失去用作弹壳材料的资格，因为这种材料没有足够的能量吸收能力，从而不能应付在发射情况下对它的要求。
重要的是，还应注意到，有用的聚合物材料很少是单成分材料，而最常见的是多种成分的共混物和混合物。例如，根据本发明实施所用的并在多个实施例中测试的一种材料(S-PC)是两种主要成分的共混物，即简单的双酚-A聚碳酸酯和硅氧烷-聚碳酸酯共聚物。因此，根据本发明实施可使用的材料还包括通过将上述聚合物与用于提高某些特性的其他成分混合在一起所提供的那些，条件是不损害上述展延性要求。
本发明用的材料不限于满足本文所述的冲击强度要求的纯的聚合物树脂。本领域技术人员应理解，各种添加剂和填料经常被加到聚合物材料中，并也可以用在弹药壳材料中。添加剂可以包括但不限于增塑剂、润滑剂、模塑剂、填料、热氧化稳定剂、阻燃剂、着色剂、相容剂、冲击改性剂、防粘剂、增强纤维和其他添加剂的任何组合。此外，添加剂也可以包括在多于一种聚合物或共聚物的共混物中。
根据本发明提供的有用的弹壳材料的非限制性例子可以通过共混满足本发明冲击要求的高模量聚合物材料与树脂材料制备。高模量聚合物将会改进基础材料的抗蠕变性和抗粘弹松弛性，从而改进高温下的机械完整性。尽管可以任何比例共混聚合物，但是高模量材料的量将被平衡，使得得到的共混物的展延性足以用作弹药壳材料。高模量材料量的非限制性例子为约50重量％，更优选约25％，再更优选约15％，更优选约10％，再更优选约5％。小于2.5％，小于1％或小于0.1％的量可能对于用于本发明实施的机械性能产生足够的影响。对于高模量材料的百分比没有下限。
在本发明的弹药制品的示例性实施方案中，将由硅氧烷改性的双酚-A聚碳酸酯和高模量聚合物或共聚物的共混物注射成型为弹药筒基部。
在另一个实施方案中，将具有联苯基键的双酚-A聚碳酸酯和高模量聚合物或共聚物的共混物注射成型为弹药筒基部。
共混这些高冲击聚碳酸酯基材料之一与高模量材料是获得改进的粘弹性松驰性能方法的一个例子。
改进塑料的低温冲击强度的一种方法是共混塑料与柔性聚合物或共聚物。因此，有用的共混物的例子是与丙烯酸类弹性体混合的双酚-A聚碳酸酯，如由RTP Company of Winona，MN提供并称作RTP 1899AX 83675的材料。RTP 1899A X 83675的Izod缺口冲击性能报道如下：23℃下26ft lbs/in，-40℃下17ft lbs/in(从RTP Company获得的值，2005年3月4日)。RTP Company的数据表在此引入作为参考。通过加入高模量聚合物或共聚物可以进一步改进RTP 1899A X 83675材料的高温机械完整性。本文所述的这类满足所述的Izod缺口比要求的共混材料可用于本发明实施中。
本领域已知的其他方法可用于改进热塑性材料的低温冲击性能。通过改性多种已知的聚合物材料可以满足本发明的冲击强度比要求。用于提高热塑性聚合物的低温冲击强度的方法包括但不限于：
·共聚基础单体与第二种单体以赋予用于能量吸收的柔性键。硅氧烷成分例如在聚碳酸酯骨架中作为嵌段被引入，以提高S-PC材料中的低温冲击强度。相似地，将含有联亚苯基键的单体引入简单的聚碳酸酯骨架内，产生优异的低温能量吸收材料(B-PC材料)。
·共混或以其他方式混合冲击改性剂与基础聚合物树脂，如RTP1899A X 83675材料中的弹性体共混成分。
·配制聚合物组合物，使得含有非聚合物低温冲击改性剂，例子是将己二酸酯增塑剂加到PVC中以提高低温性能。
在本发明实施中，可以使用这些和其他技术的任何组合，以产生具有满足本发明要求的室温与低温下的Izod缺口比的材料，并因此，所述材料是用于根据本发明提供的弹药壳的适合的材料。同样，所指出的冲击性能本身不足以确保弹药壳成功；聚合物材料的额外要求，如上述那些，对于本领域技术人员已知是为使包括弹药成分的聚合物材料成功而需要的。
根据本发明，所指出的聚合物材料可以包括弹药壳的任何部分。由于与固定投射物的顶部相比，对弹壳的底部或基部端有更严格的机械要求，因此两片或多片弹壳是优选的，其中一片是形成弹壳基部的高强度材料，例如，基部可以包括金属或聚合物或复合材料。
混杂的聚合物-金属弹壳在本领域中是众所周知的，并且在本发明实施中是优选的。在优选的实施方案中，聚合物基部构成弹壳的前部，金属帽形成封闭的弹壳后部。塑料与金属的比例可以变化，较大的塑料百分比是优选的，因为可使重量降低的程度最大、增强耐腐蚀性、并提供塑料固有的其他优点。通过在发射过程中防止弹药筒破裂所需的金属帽部最小尺寸来决定存在的金属量。弹壳中聚合物材料的非限制性量为约10重量％，更优选约20％，再更优选约30％，仍更优选约40％，更优选约50％，再更优选约60％，更优选约70％和更高。
一些弹药制品的几何形状使得可以承受仍为所需的推进剂装载留有空间的、相对较厚的弹壳壁。用于这种制品的弹壳可以是一片聚合物结构，条件是可以设计材料厚度至承受弹药应用的机械要求的程度。根据本发明提供的一片型聚合物弹壳由满足本发明机械性能指导的聚合物材料构成。
材料选择仅是成功地设计聚合物弹壳的弹药制品的一个方面。如果需要聚合物弹壳或弹壳成分，那么本发明的材料必须与聚合物部分的几何形状的适当设计一起使用。显然，较厚的壳壁可以改进在发射情况下弹壳的承受性。基于现有技术，本领域技术人员能够以合理的方式设计、制造和测试弹壳几何形状和结构，以优化聚合物部分的设计。同样，必须基于弹道性能评价弹药。本领域技术人员允许单独地改变相关因素，如推进剂类型和加载，以对于给定应用优化弹道性能。然而，如本文所公开的材料性能要求在现有技术中是未知的，并必须与军需品的现有技术知识一起适用。
对于壳壁厚度和因此对于材料选择的一个间接限制在于，现有枪支中相应弹药室内部的几何形状固定了弹壳外部的几何形状。换句话说，新的聚合物弹壳的弹药筒必须尺寸适合，以与现有枪支的弹药室配合。此外，对于给定口径枪支，由现有投射物直径设定了弹壳前部的最小直径。其意义在于，尽管部分材料和几何形状一起决定了性能，但是对部分设计灵活性的限制使有技巧性的材料选择成为必要。
通过设计新的枪支系统，使得弹药室可以接受具有所选外部尺寸的弹药筒，可以避免弹壳几何形状的限制，从而允许例如较厚的壳壁。可被设计成容纳聚合物弹壳弹药的发展的枪支系统的例子是发射弹壳叠缩式弹药的枪支系统。非常规弹药制品100的示例性实施方案是实验性弹壳叠缩式弹药，半示意性地示于图5，其包括在弹壳120主体内的投射物140。在发射过程中，投射物通过弹药筒前部150的开口或经由穿透设计用于穿透的薄阻挡壁160而离开弹壳120。阻挡壁160可以由与形成弹壳的相同材料形成，并可以是任何上述根据本发明提供的材料。原则上，这种枪支的发射室可以被构造成沿其全长完全支撑弹壳，从而提高一片型聚合物弹壳设计的成功性。
在本发明的一个实施方案中，提供具有多片弹壳的弹药制品。所述弹壳由金属帽部和与之连接的聚合物基部构成，其中基部包括满足上述限定的冲击强度要求的材料。帽部收容底火，并与基部牢固连接。推进剂装载被引入由组装的弹壳形成的内腔中。投射物被插入基部的开口端并用粘合剂固定。组装的弹药制品被装入枪支室并发射。
用于将投射物固定在基部开口端的方法的其他非限制示例性实施方案如下：
1.通过在至少部分投射物周围模塑基部的聚合物材料形成基部；
2.通过机械干涉将投射物固定到基部；
3.通过超声焊接将投射物固定到基部；
4.通过适当位置的模塑和使用粘合剂的组合将投射物固定到基部；以及
5.通过在投射物周围加热卷曲基部将投射物固定到基部。
尽管没有现有已知的聚合物材料被证实适用，但是几种金属适用于制备两片型弹药弹壳的帽部。已经利用了各种金属，包括黄铜和各种钢和铝合金，它们的作用都令人满意。根据本发明的一个实施方案，弹壳的帽部可以由在机械方面能够承受发射过程的任何材料制成。非限制性的帽部材料包括任何级别的黄铜、钢和钢合金、铝和其合金、陶瓷、复合材料等。
在本发明的优选实施方案中，由室温下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in(根据ASTM D256测量)且室温下的Izod缺口值与约-40℃下的Izod缺口值的比小于约4的材料注射成型聚合物基部。弹壳帽部由铝、钢或黄铜制成，并被设计成容纳底火。铝是优选的帽部材料，因为与黄铜或钢相比，成本低且轻质。基部和帽部牢固连接形成弹壳。弹壳装入推进剂装载，投射物被插入开口端，并固定。然后组装的弹药制品被装入枪支室并发射。
已知有多种现有技术方法可用于连接弹药壳的帽部和基部。连接基部和帽部的任何方法都是可接受的，只要两个部件牢固连接，并且在发射时气态燃烧产物不会通过组装的弹壳逸出。可能的固定方法包括但不限于：机械互锁方法如肋条和螺纹、粘合剂、适当位置的模塑、加热卷曲、超声焊接、摩擦焊接等。用于固定两片或多片弹壳的单独的构件的这些和其他适合的方法均可用于本发明的实施中。
本发明提供多种不同类型的弹药制品。例如，满足本发明冲击强度要求的聚合物材料可用于制造各种枪支口径的弹药部件。非限制性例子包括.22，.22-250，.223，.243，.25-06，.270，.300，.30-30，.30-40，30.06，.303，.308，.357，.38，.40，.44，.45，.45-70，.50 BMG，5.45mm，5.56mm，6.5mm，6.8mm，7mm，7.62mm，8mm，9mm，10mm，12.7mm，14.5mm，20mm，25mm，30mm，40mm等。
在本发明的实施中，第一步是确定候选聚合物材料。对于多种市售材料，使用ASTM D256收集的室温和低温下的Izod缺口冲击数据可从制造商和销售商处得到。选择根据本发明实施的材料的一种方法是阅读公开的数据并确定室温下的Izod缺口冲击强度大于约10ft-lb/in的材料。接下来，计算室温下的Izod缺口冲击强度与-40℃或更冷下的Izod缺口冲击强度的比。如果比为4或更小，那么根据本发明该材料被确定为可在本发明的弹药壳中作为候选物。
如果聚合物材料在室温或在-40℃(或以下)的Izod缺口冲击强度或二者不能从材料供应商或从其他可靠来源得到，那么首先可以定性地评价所述材料。在实施本发明时，可以检查通过不同于ASTM D256的冲击测试方法测量的冲击强度，例如，未形成缺口的Izod，Charpy，或ISO 180/4A,180/1A，或180/4U测试。使用这些或其他冲击测试，如果当从室温冷却到-40℃时，材料保持它的大部分冲击强度，那么材料可能适于形成本发明的弹药壳。如果不能得到低温冲击数据，那么应在低温下测试具有高的室温冲击强度(大于10ft-lb/in Izod缺口或通过另一种冲击测试等效高)的材料。可以根据ASTM D256在室温(23℃)和在-40℃下对这种材料进行Izod缺口测试，并计算冲击强度比，以确定材料是否满足本发明的指导。
实施本发明的另一种方法包括改性现有的聚合物材料以满足本发明提供的冲击要求。例如，高冲击聚合物如聚碳酸酯可以不同组合和量加到或与任意种其他材料共混，以改进低温冲击强度和其他性能。可以制备非限制的组合物，并测试室温下和-40℃下的Izod缺口冲击强度，以确定冲击强度比是否为4或更小。如果材料满足本发明的冲击强度要求，那么这种材料被认为适于用在根据本发明提供的弹药壳中。
在本发明的实施中，例如，由高冲击热塑性塑料如PC与不同量的高模量聚合物制备了一系列聚合物共混物。使用已知的共混方法如热挤出制备具有从0.1重量％变化到25重量％的迭代量高模量聚合物的共混物。模制共混的材料的样品，并根据ASTM D256在23℃和-40℃下进行冲击测试。对于每种共混组合物计算室温和低温下的冲击强度比。在具有高的室温冲击强度(大于10ft-lb/in)的样品中，具有最低的计算冲击强度比的共混物含有最优量的高模量材料。如果比值小于约4，那么该材料被确定为在根据本发明实施提供的弹壳中用作候选物。这个例子中给出的特定材料是代表性的，但是非限制性的。本领域已知的多种类型的添加剂可以与基础树脂混合，并按所述进行测试，以确定得到的材料是否满足本发明的冲击性能要求。该方法举例说明了确定根据本发明的弹壳材料的一般步骤。
通过发射完全组装的实弹制品，测试使用本发明的材料制造的聚合物弹壳的弹药。首先，使用标准方法和设备(例如，注射成型)模制已被确定可用于弹壳成分的材料，形成聚合物弹药筒基部。将基部与预先安装有底火的金属帽部连接。将得到的弹药筒装入推进剂装载，本领域技术人员可以容易地确定其类型和用量。投射物被插入弹药筒的开口端并固定。这样制得用于测试发射的制品。任何尺寸、口径或类型的弹药制品都可被组装用于实弹测试。
根据本发明实施提供的弹壳例如可以通过注射成型、台形加工、热成型、压缩成型、吹塑和/或挤出等形成。
可以使用相应于制造的弹药制品的尺寸或口径的任何类型的枪支来测试发射本发明提供的聚合物弹壳的弹药。可以从单发枪支、半自动枪支或自动枪支测试弹药制品的发射。可以单独或从含有多个弹药制品的弹夹、弹仓或弹带发射弹药。弹药制品可以间歇地或快速连续地发射；发射速率仅由枪支的性能限制。
实施例1
由注射成型的S-PC(LexanEXL 9330)基部和从钢合金(P20)加工的帽部组装4个轻质聚合物弹药制品(.50-口径/12.7mm)。每个帽部具有预装入的底火(CCI#41)。基部被设计成具有绕着后部周围的脊部，其与帽部内部上的相应槽产生咬合配合，从而牢固地连接基部和帽部。然后将弹药筒装入推进剂(220粒度的WC 860)。加入推进剂后，将投射物(647粒度)装入弹药筒，使用粘合剂连接。
模仿标准黄铜.50口径弹药模制组装基部的几何形状，包括壁厚范围从其前端部的0.0016英寸至沿其长度的最大厚度0.0039英寸。
组装4个弹药制品后，使用单发.50-口径步枪(Serbu BFG-50)测试制品的发射，用仪器测量投射物速度和弹药室压力。压力和速度与发射黄铜弹药时得到的相当。发射后所有4个弹壳都保持完整。
实施例2
重复实施例1中的过程，使用不同的基部材料。使用由B-PC(MakrolonDP1-1848)注射成型的基部组装4个轻质聚合物弹药制品(.50-口径/12.7mm)。钢帽部、推进剂装载和投射物与实施例1中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有4个弹壳都保持完整。
实施例3
重复实施例1中的过程，使用不同的基部材料。使用由PPSU(RadelR-5800 NT)注射成型的基部组装4个轻质聚合物弹药制品(.50-口径/12.7mm)。钢帽部、推进剂装载和投射物与实施例1中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有4个弹壳都保持完整。
实施例4
重复实施例1中的过程，使用另一种基部材料。使用由PC/PMMA共混物(RTP 1899A X 83675)注射成型的基部组装4个轻质聚合物弹药制品(.50-口径/12.7mm)。钢帽部、推进剂装载和投射物与实施例1中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有4个弹壳都保持完整。
实施例5
重复实施例1中的过程，使用不同的帽部材料。使用由铝合金(Al7068)加工的帽部和从S-PC(LexanEXL 9330)注射成型的基部组装4个轻质聚合物弹药制品(.50-口径/12.7mm)。推进剂装载和投射物与实施例1中的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有4个弹壳都保持完整。
实施例6
重复实施例1中的过程，使用不同的帽部材料。使用由黄铜(70∶30)加工的帽部和从S-PC(LexanEXL 9330)注射成型的基部组装4个轻质聚合物弹药制品(.50-口径/12.7mm)。推进剂装载和投射物与实施例1中的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有4个弹壳都保持完整。
实施例7
根据实施例1中的过程进行对照实验，使用不满足本发明材料规格的聚合物基部材料。使用从钢合金(P20)加工的帽部和从双酚-A聚碳酸酯(Lexan141R)注射成型的基部组装4个轻质聚合物弹药制品(.50-口径/12.7mm)。推进剂装载和投射物与实施例1中的那些相同。4个弹壳中的三个在发射后保持完整；一个弹药筒由于基部轴向破裂而失败，此外，基部与帽部固定的区域完全破裂，即，弹药筒分成两片。
实施例8
从注射成型的S-PC(LexanEXL 9330)基部和从黄铜(70∶30)加工的帽部组装10个轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。每个帽部具有预装入的底火(CCI#41)。基部被设计成具有绕着下部周围的脊部，其与帽部内部上的相应槽产生咬合配合，从而牢固地连接基部和帽部。然后将弹药简装入推进剂(23粒度的WC 844)。加入推进剂后，将投射物(62粒度)装入弹药筒，使用粘合剂连接。
组装10个弹药制品后，使用半自动.223-口径步枪(BushmasterAR-15)快速连续地测试制品的发射，用仪器测量投射物速度和弹药室压力。压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当。发射后所有10个弹壳都保持完整。(对于弹药筒尺寸，参见Military specificationMIL-C-63989C，Drawing 9342868。)
实施例9
重复实施例8中的过程，使用不同的基部材料。使用由B-PC(MakrolonDPI-1848)注射成型的基部组装10个轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。黄铜帽部、推进剂装载和投射物与实施例8中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有10个弹壳都保持完整。
实施例10
重复实施例8中的过程，使用另一种基部材料。使用由PPSU(RadelR-5800 NT)注射成型的基部组装10个轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。黄铜帽部、推进剂装载和投射物与实施例8中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有10个弹壳都保持完整。
实施例11
重复实施例8中的过程，使用另一种基部材料。使用由PC/PMMA共混物(RTP 1899A x 83675)注射成型的基部组装10个轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。黄铜帽部、推进剂装载和投射物与实施例8中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有10个弹壳都保持完整。
实施例12
重复实施例8中的过程，使用不同的帽部材料。使用由铝合金(Al7068)加工的帽部和由S-PC(LexanEXL 9330)注射成型的基部组装10个轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。推进剂装载和投射物与实施例8中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有10个弹壳都保持完整。
实施例13
重复实施例8中的过程，使用不同的帽部材料。使用由钢合金(P20)加工的帽部和由S.PC(LexanEXL 9330)注射成型的基部组装10个轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。推进剂装载和投射物与实施例8中所用的那些相同。测得的压力和速度与使用黄铜弹药得到的相当，发射后所有10个弹壳都保持完整。
实施例14
根据实施例8中的过程进行对照实验，使用不满足本发明材料规格的聚合物基部材料。使用由黄铜(70∶30)加工的帽部和由弹性体改性的高冲击PA612(ZytelFE 8194 NC010)注射成型的基部组装10个轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。推进剂装载和投射物与实施例8中的那些相同。10个弹丸中仅有八个完全经受住了发射。检测用过的弹壳证实，颈部区域明显拉伸或延长，在一个样品中固定到投射物上，在第二个样品中在基部/帽部界面附近有裂纹。
实施例15
由注射成型的橡胶填充的聚酰胺(ZytelFE8194 NC010)基部和由黄铜(70∶30)加工的帽部组装200个聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。每个帽部具有预装入的底火。基部被设计成具有绕着下部周围的脊部，其与帽部内部上的相应槽产生咬合配合，从而牢固地连接基部和帽部。然后将弹药筒装入推进剂(23粒度的WC 844)。加入推进剂后，将投射物(55粒度)装入弹药筒，使用粘合剂连接。
组装200个弹药制品后，将制品装入7个30丸的弹仓内。使用全自动.223-口径步枪(M-4)测试弹药。通过打空、然后快速更换弹仓而使武器连续发射。在完成测试之前武器卡住。检查表明，弹壳过热，并在热弹药室中破裂。
实施例16
由注射成型的橡胶填充的聚酰胺(Zytel FESI 94 NC010)基部和由黄铜(70∶30)加工的帽部组装轻质聚合物弹药制品(.223-口径/5.56mm)。每个帽部具有预装入的底火。基部被设计成具有绕着下部周围的脊部，与帽部内部上的相应槽产生咬合配合，从而牢固地连接基部和帽部。然后将弹药筒装入推进剂(23粒度的WC 844)。加入推进剂后，将投射物(55粒度)装入弹药筒，使用粘合剂连接。
使用全自动.223口径(5.56mm)M-4步枪测试组装的弹药。以全自动方式发射黄铜弹药以加热弹药室。使用经带子连接至弹药室外部的热电偶近似测量弹药室温度。发射多个黄铜丸之后，热电偶表明外部弹药室温度为250℃，将该实施例的聚合物弹壳的弹药的30-丸弹仓快速插入枪支，发射2-3丸，发生爆炸，将后面的弹丸留置于热弹药室中。1分钟加热均化后，发射弹丸，枪支严重卡住。检查表明在发射时弹壳在弹药室中软化并倒塌，弹壳倒伏在弹药室中。因此，用Zytel材料制备后面弹壳的弹丸不能被发射。
上面对本发明的弹药制品和所述制品的制备方法的示例性实施方案的说明仅用于说明性目的。因为其变体对于本领域技术人员是显而易见的，因此本发明不意图被限制于上述特定实施方案。本发明的范围记载在所附权利要求书中。

Claims (63)

1.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4。
2.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4。
3.如权利要求1或2所述的弹药制品，其中所述聚合物材料还包括增塑剂、润滑剂、模塑剂、填料、热氧化稳定剂、阻燃剂、着色剂、相容剂、冲击改性剂、防粘剂、增强纤维等的任何组合。
4.如权利要求1或2所述的弹药制品，其中所述聚合物材料包括共混或以其他方式混合到一起的多于一种的聚合物或共聚物。
5.如权利要求1或2所述的弹药制品，还包括投射物。
6.如权利要求5所述的弹药制品，其中通过在所述投射物周围模塑所述聚合物材料而将投射物固定到弹壳。
7.如权利要求5所述的弹药制品，其中通过机械干涉将所述投射物固定到所述弹壳。
8.如权利要求5所述的弹药制品，其中通过粘合剂将所述投射物固定到所述弹壳。
9.如权利要求5所述的弹药制品，其中通过超声焊接将所述投射物固定到所述弹壳。
10.如权利要求5所述的弹药制品，其中通过适当位置的模塑和粘合剂的组合将所述投射物固定到所述弹壳。
11.如权利要求5所述的弹药制品，其中通过模塑作用后的热卷曲将所述投射物固定到所述弹壳。
12.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由聚亚苯基砜构成。
13.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由聚亚苯基砜构成。
14.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由硅氧烷改性的双酚-A聚碳酸酯构成。
15.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由硅氧烷改性的双酚-A聚碳酸酯构成。
16.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由硅氧烷改性的双酚-A聚碳酸酯和高模量聚合物或共聚物的共混物构成。
17.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独成分，其中至少一种成分由硅氧烷改性的双酚-A聚碳酸酯和高模量聚合物或共聚物的共混物构成。
18.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由具有联苯基键的双酚-A聚碳酸酯构成。
19.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由具有联苯基键的双酚-A聚碳酸酯构成。
20.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由具有联苯基键的双酚-A聚碳酸酯和高模量聚合物或共聚物的共混物构成。
21.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由具有联苯基键的双酚-A聚碳酸酯和高模量聚合物或共聚物的共混物构成。
22.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由包括双酚-A聚碳酸酯和丙烯酸酯弹性体的共混物构成。
23.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由包括双酚-A聚碳酸酯和丙烯酸酯弹性体的共混物构成。
24.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由包括双酚-A聚碳酸酯、丙烯酸酯弹性体和高模量聚合物或共聚物的共混物构成。
25.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由包括双酚-A聚碳酸酯、丙烯酸酯弹性体和高模量聚合物或共聚物的共混物构成。
26.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括根据ASTMD256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4的聚合物共混物；其中组成共混物的至少一种聚合物是高模量聚合物。
27.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物根据ASTM D790测量的室温挠曲模量为至少900,000psi。
28.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物占聚合物材料总重的小于约25重量％。
29.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物占聚合物材料总重的小于约15重量％。
30.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物占聚合物材料总重的小于约10重量％。
31.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物占聚合物材料总重的小于约5重量％。
32.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物占聚合物材料总重的小于约2.5重量％。
33.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物占聚合物材料总重的小于约1重量％。
34.如权利要求26所述的弹药制品，其中所述高模量聚合物占聚合物材料总重的小于约0.1重量％。
35.一种弹药制品，包括由聚合物基部和帽部构成的两片型弹壳，其中所述基部由室温下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4的材料构成。
36.如权利要求35所述的弹药制品，其中所述帽部部分由钢构成。
37.如权利要求35所述的弹药制品，其中所述帽部部分由铝合金构成。
38.如权利要求35所述的弹药制品，其中所述帽部部分由黄铜构成。
39.如权利要求35所述的弹药制品，其中所述帽部由镁合金构成。
40.如权利要求3 5所述的弹药制品，其中所述帽部由复合材料构成。
41.如权利要求35所述的弹药制品，其中所述帽部由聚合物构成。
42.如权利要求35所述的弹药制品，其中所述基部在其前端部被封闭并不含投射物。
43.一种制造包括弹壳的弹药制品的方法，其中至少部分弹壳由根据ASTM D256-00测量的室温下的Izod缺口冲击强度至少约10ft-lb/in且其室温下的Izod缺口冲击强度值与约-40℃下的Izod缺口冲击强度值之比小于约4的聚合物材料形成。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述弹壳由聚合物基部和帽部组装而成。
45.如权利要求43所述的方法，其中所述聚合物弹壳部分通过注射成型形成。
46.如权利要求43所述的方法，其中所述聚合物弹壳部分通过台形加工形成。
47.如权利要求43所述的方法，其中所述聚合物弹壳部分通过热成型形成。
48.如权利要求43所述的方法，其中所述聚合物弹壳部分通过压缩成型形成。
49.如权利要求43所述的方法，其中所述聚合物弹壳部分通过吹塑形成。
50.如权利要求43所述的方法，其中所述聚合物弹壳部分通过挤出形成。
51.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约12ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4。
52.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约3。
53.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约12ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约3。
54.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约2。
55.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约12ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约2。
56.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约12ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4。
57.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约3。
58.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约12ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约3。
59.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约2。
60.一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳包括两种或多种单独组分，其中至少一种组分由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约12ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约2。
61.一种弹药壳，其至少一部分由如下的聚合物材料制成，所述聚合物材料根据ASTM D256-00测量的室温(约23℃)下的Izod缺口冲击强度大于约10ft lbs/in且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4。
62.一种选择用于制备弹药壳或弹壳部分的聚合物材料的方法，包括：
比较在室温下测量的材料的Izod缺口冲击强度与在约-40℃下测量的Izod缺口冲击强度(均根据ASTM D256-00测量)；以及
选择室温下的Izod缺口冲击强度与-40℃下的Izod缺口冲击强度之比小于约4的聚合物材料。
63.一种通过共混所述材料与高模量聚合物而改进聚合物弹药壳材料的粘弹性反应的方法。
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