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六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）是迄今为止研制出的综合性能最好的单质炸药，其高能量密度对于先进武器系统的发展具有重要的意义。由于HNIW自身感度较高、加工性能较差，故在实际应用中需要采用适当的高聚物粘结剂、钝感剂对其进行包覆而制成高聚物粘结炸药（PBX），以提高其安全性和成型性。其中，HNIW与粘结体系通过相互作用而形成的界面结构是的不同相之间的过渡区域，是影响PBX整体性能的关键部分。因此，本文选择PBX中ε-HNIW/粘结剂、ε-HNIW/钝感剂等界面结构作为研究对象，运用分子动力学（MD）方法对界面性质进行了模拟研究，并在此基础上对相应的配方造型粉进行了制备和表征，为HNIW在高能混合炸药中的应用提供了依据和指导。本文模拟研究了ε-HNIW晶体6种重要晶面(110)(11-1)(001)(200)(011)(20-1)的结构与性质，如表面原子分布、电性、稳定性等。结果表明，(110)和(11-1)面是ε-HNIW晶体形态学上最重要的两个晶面，(11-1)表面负电荷最为集中且稳定性最差。在此基础上，运用MD方法模拟研究了ε-HNIW/粘结剂界面体系的结合能、N-N作用能、内聚能密度、力学性质等对于PBX性能的影响。结果表明，粘结剂的加入不会影响界面体系的稳定性，而与ε-HNIW晶面结构相比，ε-HNIW/粘结剂界面结构的弹性增强，其按弹性由高到低的顺序为ε-HNIW/Estane5702>ε-HNIW/F2641>ε-HNIW/PIB>ε-HNIW/F2311。通过不同温度下界面体系结合能的比较得出了粘结剂与炸药粘结温度范围50~75℃以及冷却阶段的结束温度25℃；通过不同温度下界面结构力学性能（K/G）的比较得到了PBX压制成型的理想温度75℃。采用溶液水悬浮法对ε-HNIW/粘结剂造型粉进行制备。相比于ε-HNIW，ε-HNIW/粘结剂造型粉的撞击感度略有降低（特性落高值的升幅在2cm之内），且与模拟结果中界面结构的弹性（1/K+1/G）存在一定的线性关系，相关系数是0.8723，揭示出高聚物粘结剂可以通过其自身的弹性形变对ε-HNIW实现钝感。同时，运用MD方法模拟研究了ε-HNIW/钝感剂界面体系的结合能、N-N作用能、内聚能密度、力学性质等对于PBX性能的影响。与ε-HNIW/粘结剂界面结构相比，ε-HNIW/钝感剂界面结构的强度和成型性有所降低。采用溶液水悬浮法对ε-HNIW/钝感剂造型粉进行制备。机械感度测试显示石蜡对于ε-HNIW的钝感效果优于硬脂酸，同时也验证了可物理吸附于ε-HNIW/粘结剂造型粉外层的石墨的良好的钝感效果。综合运用模拟和试验手段研究了各钝感剂的钝感机理。结果表明，石蜡和硬脂酸对于ε-HNIW的吸热、隔热以及润滑作用相当，石蜡钝感效果较好的主要原因是石蜡在ε-HNIW表面的铺展情况（S=12.7mJ·m-2）优于硬脂酸（S=3.3mJ·m-2）而可以产生更好的包覆效果；石墨是通过其层状结构的滑动而对ε-HNIW起到润滑作用的。本文选取F2311和Estane5702作为粘结剂，石蜡、硬脂酸和石墨作为钝感剂，采用溶液水悬浮法以及干混法对ε-HNIW/粘结剂/钝感剂/石墨不同配方的造型粉进行了制备，并由此优化了工艺条件：粘结剂加料温度55~60℃，钝感剂加料温度50~55℃，粘结剂加料速度1.20mL·min-1，搅拌速度650r·min-1，颗粒筛选范围12~50目。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外（FT-IR）、差示扫描量热法（DSC）以及机械感度和抗拉强度测试等分析手段对制备样品进行了表征。结果表明，粘结剂/钝感剂/石墨体系实现了对ε-HNIW的有效包覆，造型粉表面可以形成完整连续的包覆层；包覆过程中ε-HNIW的晶型没有发生改变；粘结剂、钝感剂等的加入不会影响体系的热稳定性；ε-HNIW/F2311/PW/G（质量比94.2/4.3/1.0/0.5）和ε-HNIW/Estane5702/PW/G（质量比95.2/3.3/1.0/0.5）撞击感度、摩擦感度分别为16%、12%和20%、10%，是机械感度较低的两种ε-HNIW基压装混合炸药配方，其中前者的抗拉强度为1.46MPa，优于后者的0.96MPa。断裂行为（应力-应变关系曲线）以及断裂形貌分析表明ε-HNIW/Estane5702/PW/G在应力作用过程中存在屈服行为，表现出韧性断裂的特征。本文依据Griffith理论运用模拟和试验所得参数结果计算出了以F2311为粘结剂的ε-HNIW基压装混合炸药的抗拉强度理论值为1.98MPa，明显高于巴西试验测试值。采用F2311/PW/F2311粘结体系以及石蜡-高聚物、石蜡-硬脂酸复合钝感体系等方法对ε-HNIW基压装混合炸药配方进行力学强度优化研究。其中，后两种方法对样品抗拉强度的提升效果尤为显著，接近理论计算值。采用石蜡-高聚物复合钝感体系时，可通过聚氨酯弹性体因塑性形变而产生的能量消耗有效地弥补石蜡强度低的缺陷；当石蜡与Estane5702或H663质量比7/5或5/3时样品机械感度较低；相应的MD模拟结果表明，体系中高聚物对于石蜡的结合性强可以使复合体系产生较好的钝感效果。采用石蜡-硬脂酸复合钝感体系时，随着硬脂酸质量分数的提高（0%→30%→70%），制备的ε-HNIW混合炸药样品的抗拉强度表现为与相应的混合体系抗压强度相似的上升趋势，侧面说明了ε-HNIW混合炸药的力学强度会在一定程度上受制于其钝感剂的强度；选取苯为溶剂、石蜡和硬脂酸质量比7/3或3/7时样品的机械感度较低；相应的MD模拟结果表明，石蜡/硬脂酸复合溶液的稳定均匀性好会在一定程度上有利于体系的钝感效果。