高氯酸铵的包覆降感与应用研究

为降低高氯酸铵(AP)的感度,以石蜡(wax)、热塑性聚氨酯(TPU)等为钝感包覆剂对AP进行了表面包覆。通过接触角、表面能的测试验证了wax及TPU等材料包覆AP的可行性,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对包覆效果进行了表征,并测试和对比了AP包覆前后的机械感度;研究了氧化剂AP与黑索今(RDX)间的耦合作用,探索研究了包覆AP在典型浇注高聚物粘结炸药(PBX)中的应用前景。结果表明,wax可完整包覆AP,使其撞击感度由100%降至4%,摩擦感度由100%降低到24%;用wax包覆AP时,在非水介质Novec 7200中的包覆度比在AP饱和水溶液的好,撞击感度和摩擦感度降至0,降感作用更好。氧化剂AP与RDX间存在相互作用,可通过包覆钝感剂的方法减小或消除彼此之间的耦合作用;将包覆降感AP应用于典型浇注PBX配方(仿AFX-757)后,其摩擦感度由82%降至0%、慢速烤燃试验的爆响温度高出17℃、爆响时间增加14 min,显著提高了配方的安全性能。     

TATB原位包覆HMX的研究

为提高TATB对HMX的钝化效果,利用声化学合成方法,在HMX颗粒表面原位生成了TATB,制备了HMX/TATB复合物。并与混合法制备的样品进行了比较。SEM观察表明,原位包覆法TATB对HMX的包覆效果比混合法的包覆效果更好。DSC分析表明,原位包覆法样品中HMX的热分解温度更高。机械感度测试结果表明,在TATB含量相当的情况下,原位包覆法样品具有更低的机械感度,在TATB含量为10%时,撞击感度为24%,摩擦感度为0%。     

降感HMX性能表征（英）

采用多种表征方法研究高品质HMX的晶体特性,热性能及感度性能。     

ACM包覆HMX的降感特性研究

以HMX(环四亚甲基四硝胺)为主体炸药,4种丙烯酸酯橡胶ACM为粘结剂,采用溶液-水悬浮法制备了HMX基PBX(聚合物粘接炸药),并对PBX进行了表征及撞击感度的测试。结果表明:采用水悬浮法可将丙烯酸酯橡胶(ACM)包覆在HMX晶体表面,包覆后颗粒呈球状或椭球状;包覆前后HMX晶型未发生变化;4种ACM包覆HMX的热安定性与撞击感度均优于HMX,其中AR-71型ACM包覆HMX的热爆炸临界温度为277.83℃,特性落高H50为66.62cm,综合性能最佳。     

降感HMX性能表征

采用多种表征手段研究了一种降感奥克托今(D-HMX)的晶体特性、热性能及感度性能。采用折光匹配光学显微镜(OPM)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、高效液相色谱、密度梯度法和X射线衍射(XRD)表征了D-HMX的颗粒形态、粒度、纯度、颗粒密度及晶型结构;采用差热扫描(DSC)、真空安定性实验(VST)研究了其热性能,通过机械撞击感度实验、摩擦感度实验和隔板实验研究其感度性能。结果表明,D-HMX是一类具有较高晶体品质的β-HMX单质炸药。与普通HMX(C-HMX)相比,D-HMX具有较好的颗粒形态和较少的晶体缺陷,热性能和感度性能明显改善。D-HMX的颗粒形状接近球形,为规则的几何多面体,无孪晶聚晶现象,晶面光洁,颗粒均匀,粒度分布窄,颗粒透明,内部无明显杂质和包藏物,纯度为(99.6±0.1)%,颗粒平均密度大于1.9016 g.cm-3,接近晶体最大理论密度1.903 g.cm-3且密度分散性小。DSC实验结果表明,D-HMX的β→δ晶相转变温度比C-HMX提高6℃,VST放气量明显小于C-HMX。隔板实验结果表明,基于D-HMX的浇铸和压装PBXs的铝隔板厚度比C-HMX降低10%~23%。另外,D-HMX的机械撞击感度也比C-HMX下降,特别是D-HMX细颗粒(FD-HMX),其特性落高为72.2 cm,爆炸概率24%,比C-HMX细颗粒(FC-HMX)的16.8 cm和88%表现出更强的抗撞击性。     

超细微球形低感度HMX的制备

为了制备微球低感奥克托今(HMX)晶体,以工业HMX为原料,二甲基亚砜为溶剂,纯净水为非溶剂,采用气动喷雾细化制备了 HMX炸药晶体.通过扫描电镜分析了细化后HMX的晶体形貌和粒径大小,用差示扫描量热(DSC)仪测定了产品的热稳定性,用12型撞击感度仪测定了撞击感度.结果表明:在喷射压力为0.5 MPa、水温10℃、溶...     

聚氨酯原位结晶包覆HMX的研究

为有效降低HMX的机械感度,采用聚氨酯与HMX原位结晶的方法对HMX进行包覆改性处理.借助扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、X-射线衍射、机械感度测试等方法表征改性前后HMX的粒子形态、粒径、晶型、撞击感度和摩擦感度.结果表明,原位结晶包覆处理后的HMX晶体质量得到明显改善,晶体形貌更规整、颗粒表面缺陷显著减少,β-晶型...     

包覆方法对 PBX-RDX撞击感度的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚(DL-400、TMN-450)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料合成了水性聚氨酯(WPU)乳液,采用FTIR表征其结构;分别采用乳液聚合和加入10％明矾水溶液破乳的方法包覆了RDX。SEM观察包覆结果表明：破乳方法中,1％WPU乳液包覆RDX效果最好;1％WPU乳液聚合方法包覆效果稍差。测定了各样品的撞击感度,破乳法包覆的％为82．2cm,乳液聚合法包覆的H50为59．0cm,,实验证明采用水性聚氨酯破乳方法包覆RDX,能够显著降低RDX的感度,提高H50的值,效果优于乳液聚合法包覆。     

超临界CO_2法制备HMX/FPM_(2602)

为获得高能低感复合含能材料,以奥克托今(HMX)为主体炸药,采用超临界CO2法对HMX表面进行包覆改性。通过改变系统温度、系统压力、平均升压速率、平均降压速率、溶液浓度等参数,探讨了各因素对包覆效果的影响,并对包覆后的样品进行了撞击感度测试。结果表明,当系统温度为303K、系统压力为8.5MPa、平均升压速率为3.0MPa/min、乙酸乙酯体积为20mL、平均降压速率为4.0MPa/min时,超临界CO_2法包覆HMX效果最好;包覆后样品撞击感度的特性落高H_(50)比原料HMX(H_(50)=24.2cm)提高了14.3cm。     

石蜡/Estane5703复合钝感包覆CL-20的研究

为降低六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的机械感度,采用水悬浮法,以钝感剂石蜡及高分子聚合物Estane5703为包覆原料包覆CL-20,制备了4种包覆颗粒。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、机械感度测试方法表征包覆前后CL-20的晶型、包覆状态、热分解温度、机械感度。结果表明,石蜡与Estane5703可完整包覆CL-20,且包覆后CL-20的ε晶型未发生改变。采用水悬浮法包覆CL-20,当石蜡/Estane5703含量为总体系质量的2%/2%时,CL-20的撞击感度由100%降低至40%,摩擦感度由100%降低至48%;放热峰温提高5.4℃。     

显微拉曼光谱评价HMX晶体结晶品质

采用显微拉曼光谱分析技术研究了单晶HMX、球形化HMX和工业品HMX的结晶品质与拉曼光谱特征参数之间的关系。通过对HMX晶体显微拉曼光谱谱峰的对比研究,确定了其拉曼光谱特征峰为951 cm-1。对不同品质HMX的特征峰的半峰宽和相对标准偏差进行统计分析,得单晶HMX、球形化HMX和工业品HMX951 cm-1处的半峰宽均值分别为15.18,16.71,17.84 cm-1,相对标准偏差分别为0.0143%、0.0524%和0.129%,而HMX单晶单点12次测试结果为15.18 cm-1和0.0122%。分析三种不同品质HMX晶体的扫描电镜图和折光匹配显微图片,认为单晶HMX品质最好,球形化HMX次之,工业品HMX最差。结果表明,可利用拉曼光谱特征峰的半峰宽和相对标准偏差来评价HMX晶体的结晶品质,特征峰的半峰宽越接近15.19 cm-1,相对标准偏差越小,样品的结晶品质越高。     

超声辅助喷雾法制备超细高品质HMX及其晶型控制

为制备超细高品质奥克托今(HMX)并研究其晶型,采用超声辅助喷雾重结晶细化法制备了超细HMX,研究了雾化率、溶剂与非溶剂的种类、温度等对HMX的晶体形貌及晶型的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对HMX的晶体形貌、粒径和晶型进行了表征。采用差示扫描量热仪(DSC)测试了HMX的热分解性能。用撞击感度仪测试了原料HMX和超细HMX的撞击感度。结果表明,采用超声辅助喷雾重结晶细化法制备的超细HMX受雾化率、溶剂与非溶剂的种类、温度等影响较大。超声频率为40 k Hz,搅拌转速为400 r·min~(-1),雾化率为20 m L·min~(-1),丙酮为溶剂,无水乙醇为非溶剂,温度为30℃制备出的HMX晶体形貌最佳,晶型为β型,与原料HMX相比,超细HMX的热分解表观活化能升高17.94 k J·mol~(-1),撞击感度特性落高升高29.6 cm。     

球形化HMX颗粒的晶体品质与性能

分别采用激光粒度仪、光学显微镜、高效液相色谱、X-射线衍射等方法对球形化处理前后的奥克托今(HMX)颗粒的形貌、化学纯度、晶体缺陷等晶体品质进行了表征,采用TG-DSC和5 s爆发点实验研究了其热性能,测试了其撞击感度、摩擦感度和静电感度.结果表明,球形化HMX颗粒基本为球形,表面光滑,颗粒透光均匀,内外缺陷少,热稳定性提高,颗粒密度分布集中,以HMX为基的浆状炸药的流散性明显改善,机械感度和静电感度变化不明显.     

重结晶制备降感HMX技术研究

采用溶剂一非溶剂重结晶方法,通过改变溶剂、表面活性剂、搅拌强度及加料方式等工艺条件,制备感度降低的HMX.通过光学显微镜、扫描电镜和10kg落锤撞击感度试验对HMX进行性能表征.结果表明:制备球形HMX晶体的最佳工艺条件是以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,糊精为表面活性剂,搅拌强度为2 000r/min,采用反溶剂正加法;球形HMX的撞击感度较原料降低了28%.     

仿生聚多巴胺对HMX、TATB和铝粉的界面性能改性

为了研究表面改性方法及表面包覆均匀性、浸润性等性状对含能材料的机械感度、界面力学性能以及工艺性能的影响,仿生贻贝黏附蛋白的作用原理,以多巴胺为前驱体,采用一步法使其在含能材料表面聚合形成一层致密牢固的包覆薄膜聚多巴胺(PDA),制备了改性单质炸药(HMX@PDA、TATB@PDA)和改性铝粉(Al@PDA)。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和接触角测试仪对改性含能材料的表面形貌、药柱断裂处微观形貌、元素含量以及表面浸润性能进行了表征,采用国军标(GJB-772A-1997)、巴西实验等标准测试方法对改性含能材料的机械感度、拉伸应力-应变曲线等进行了测试,并将实测性能与未改性含能材料进行了对比分析。结果表明,与HMX晶体比较,HMX@PDA晶体的摩擦感度下降30%,特性落高数值增加一倍;与TATB基药柱比较,TATB@PDA基药柱的拉伸强度提高约15%;与Al粉比较,Al@PDA在HTPB液相中24h后可有效减缓沉降。聚多巴胺对晶体完整致密的包覆性能以及含有丰富活性基团的特性,对含能材料的包覆降感、界面力学性能提升和工艺稳定性提升等方面具有显著的界面改性作用。     

硝酸铵的降感技术研究

为降低硝酸铵（AN）机械感度，以氧化锌、尿素、磷酸氢二钠、樟脑、碱式碳酸镁、碳酸钠、硝酸铵六种化学物质作为抑爆剂，单独加入或几种混合加入到硝酸铵中，得到了改性的硝酸铵，然后按照工业炸药配方将这种改性的硝酸铵制成铵油炸药。用立式落锤仪，在10kg落锤、65cm落高下，测试了铵油炸药的撞击感度。实验结果表明，添加质量分数为5％的碱式碳酸镁可以使铵油炸药的爆炸百分数从88％降低到32％，添加质量分数为5％的多组分抑爆剂（ZnO／Na2HPO4／Mg2（OH）2CO3=33／34／33）可使铵油炸药的爆炸百分数从88％降低到24％；采用缓慢结晶的工艺，可以降低铵油炸药的撞击感度。