制备工艺对HMX机械感度和热分解特性的影响

采用对原料奥克托今(HMX)筛分、球磨和溶剂/非溶剂重结晶等三种方法,制备出了不同形貌和粒度的HMX粉末。利用激光粒度仪和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征,并进行了撞击感度、摩擦感度及DSC测试,计算了三种HMX样品的表观热分解活化能。结果表明,筛分法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,其机械感度没有明显的变化规律;球磨法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,其撞击感度降低、摩擦感度升高;溶剂/非溶剂法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,撞击和摩擦感度均降低。球磨法制备的HMX热分解活化能的平均值为262.184kJ.mol-1,明显高于溶剂/非溶剂法(238.902kJ.mol-1)和筛分法(242.343kJ.mol-1)。     

不同包覆材料对RDX表面改性的对比研究

为防止改性双基推进剂在低温状态下出现"脱湿"现象,分别选用3种键合剂对黑索今进行表面包覆.应用光电子能谱分析仪(XPS)检测了包覆产物的元素含量,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了包覆前后粒子的表观形貌.实验数据表明:键合剂可以成功包覆于黑索今颗粒表面;同时,对包覆样品的撞击感度和摩擦感度分别作了测试,结果发现包覆后RDX的撞击感度降低,对摩擦刺激的反应没有明显变化.     

黏结剂对喷雾干燥FOX-7基PBXs的性能影响

为研究喷雾干燥制备高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosives,PBXs)的包覆机理和黏结剂种类及含量对PBXs性能的影响,分别以聚酯型热塑性聚氨酯(Estane 5703)、氟树脂(F₂₃₁₄)、氟橡胶(F₂₆₀₂)和丙烯酸酯橡胶(ACM)为黏结剂,采用喷雾干燥技术制备细化FOX-7和含有不同黏结剂种类和含量的1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)基PBXs。分别采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、撞击感度测试仪测试样品的表面形貌、晶型、热分解特性和撞击感度,研究黏结剂种类和含量对FOX-7基PBXs性能影响。结果表明,喷雾干燥包覆样品晶型均为α-FOX-7;Estane 5703包覆样品拥有最佳的球形度、表面光滑度和机械安全性,但表观活化能降低10.61%,F₂₆₀₂包覆样品的热稳定性好,二者作为黏结剂均可有效降低FOX-7的撞击感度;黏结剂含量为3%～5%时,FOX-7基PBXs造型粉颗粒表面光滑,包覆黏结效果好;黏结剂含量为5...     

丁羟推进剂RDX填料表面包覆对其安全性能的影响研究

为了降低HTPB/RDX复合推进剂的机械感度,以一种高聚物(HP-2)为主要包覆剂,采用相分离法对其RDX填料进行了表面包覆.通过SEM、XPS及粒度分析仪对样品的包覆效果进行了表征,对包覆前后样品及推进剂的撞击感度、摩擦感度和热安定性进行了测试和分析.结果表明:和未包覆的RDX相比,经过适当包覆的样品撞击感度和摩擦感度都得到了明显降低,撞击感度特性落高升高了15.1cm,摩擦感度爆炸概率由92%降低到24%.采用这种表面包覆过的RDX制得的推进剂的撞击感度和摩擦感度也明显降低,撞击感度特性落高由51.04cm升高到62.24cm,摩擦感度爆炸概率由100%降低到72%.并对高聚物HP-2包覆的降感机理进行了分析.     

高品质HMX的包覆降感技术

为进一步降低高品质HMX的感度,采用石蜡(W)、热塑性聚氨酯(TPU)等材料为钝感包覆剂,对高品质HMX(D-HMX)进行了表面包覆.先通过测试接触角、计算表面能验证了W及TPU等材料包覆D-HMX的可行性.用SEM、XPS对包覆效果进行了表征,对包覆前后样品的机械感度进行了测试和对比.结果表明,W及W与TPU的复合可对D-HMX进行完整的包覆,使D-HMX的撞击感度由80％降低16％,而摩擦感度由72％进一步降低到4％,获得钝感复合炸药粒子;W在非水介质Novec7200中对D-HMX的包覆度更高,撞击感度降至0％,降感作用更好.     

溶剂-非溶剂法制备纳米FOX-7及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)及两者的混合物为溶剂,通过溶剂-非溶剂法制备了纳米1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)。通过场发射电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TG)对所制备的纳米FOX-7的形貌、物相、结构和热性能进行了表征,并对样品的感度进行了测试;在此基础上,研究了溶剂、表面活性剂对纳米FOX-7性能的影响。结果表明:所制备的纳米FOX-7平均晶粒尺寸小于30 nm。添加表面活性剂有助于降低纳米FOX-7的晶粒尺寸及颗粒尺寸,提高其粒度分布均匀性,改善其分散性。与原料相比,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度提高,两个分解放热峰之间温度范围变窄,能量释放效率及分解焓有较大的提高,撞击感度与摩擦感度明显降低。当采用混合溶剂并添加表面活性剂OP-10和Tween 20时,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度都提高近15℃,分解焓分别提高了4.97%,4.65%,摩擦感度降低了66.7%,50.0%。     

重结晶工艺对1,1'-二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐热性能和机械感度的影响

为了研究不同重结晶工艺对1,1'-二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(HATO,TKX-50)热性能和机械感度的影响,分别采用降温法、溶剂-非溶剂法,制备了6种不同粒径和晶体形貌的HATO样品。利用激光粒度仪和扫描电镜对不同重结晶工艺所得HATO样品的粒度和形貌进行了表征。利用差示扫描量热仪(DSC)对其热分解性能进行了分析。按GJB772A-1997方法对其撞击、摩擦感度进行了测试。结果表明,不添加表面活性剂,利用降温重结晶制备的HATO样品其粒度最大(d50=196.5μm)且晶体表面光滑、形状规则,表现出最高的分解温度及较低的机械感度,其分解峰温为249.1℃,撞击感度、摩擦感度分别为8%、20%。     

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...     

纳米TATB的绿色制备法

采用二甲基亚砜(DMSO)和绿色环保溶剂1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐,按质量比为70∶30混合作为溶剂,去离子水作为非溶剂,制备了纳米级TATB。采用扫描电镜、激光粒度分析仪和X射线衍射仪(XRD)对TATB的形貌、粒度和晶体结构进行了表征,并测试了样品的热分解性能和机械感度。结果表明:细化后的TATB粒度分布范围为51.9~65.5nm,平均粒径为58.4nm,晶型结构与原料相比没有改变;细化后TATB的活化能降低,说明细化后的TATB热稳定性降低;细化后的TATB撞击感度较原料有所提高,而原料TATB和细化TATB的摩擦感度都很低。     

二元复合结晶炸药HMX/LLM-105的溶剂-非溶剂法制备研究

为降低1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷（HMX）的感度,采用溶剂-非溶剂法制备了二元复合结晶炸药HMX/LLM-105,并采用X射线粉末衍射（PXRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对其进行表征;采用差示扫描量热法（DSC）分析其热分解性能,并进行了机械感度测试。结果表明：HMX/LLM-105的晶体形貌与原料单质炸药明显不同;HMX/LLM-105在放热过程中仅有1个放热分解峰,分解温度为271.6℃,放热效率更高;HMX/LLM-105的特性落高H50为68 cm,较HMX提高了42 cm,降感效果明显。     

活性金属氢化物的包覆及其在富燃料推进剂中的应用（英）

为了提高硼氢化钾(KBH4)、硼氢化钠(NaBH4)和氢化铝锂(LiAlH4)的储存稳定性,通过溶剂非溶剂法,用石蜡包覆KBH4和NaBH4,通过重结晶法,用萘包覆LiAlH4.用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射研究了样品的表面包覆情况.用红外测温仪测试了添加包覆样品的药剂的燃烧性能.结果表明,KBH4、NaBH4和LiAlH4均完成包覆,NaBH4包覆状况最好.添加了NaBH4包覆样品的药剂的燃烧性能有显著提高,燃速提高了5％以上.     

DAAF基不敏感PBX的热安全性

为了研究3,3'-二氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱(DAAF)基不敏感高聚物黏结炸药(PBX)的性能,采用水悬浮包覆技术分别制备出三种DAAF基PBX:DAAF/F_(2311)(95/5)、DAAF/Viton A(95/5)、DAAF/EVA(95/5)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和机械感度测试仪对样品的形貌结构、热分解特性以及撞击感度、摩擦感度进行测试分析,考察了样品的快速烤燃和慢速烤燃特性。结果表明:DAAF/F_(2311)为表面光滑的类球状、直径约450μm、包覆效果好,而DAAF/EVA和DAAF/Viton A表面粗糙、包覆效果较差;DAAF/F_(2311)比DAAF的放热峰温滞后了0.9℃(升温速率为10℃·min~(-1)时),DAAF/F_(2311)的活化能比原料DAAF提高了12.14 kJ·mol~(-1),热爆炸临界温度提高了8.29℃;按照GJB772A-1997方法测试三者的撞击感度H_(50)均大于100 cm,摩擦感度均为0;快烤和慢烤试验的响应等级均为燃烧,满足不敏感弹药烤燃安全性要求。     

聚氨酯黏合剂包覆球形ADN的性能研究

为降低球形二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性,采用聚氨酯黏合剂对其进行包覆。用扫描电镜(SEM)和称重法分析了包覆后ADN的表面形貌和吸湿性,结果表明,聚氨酯黏合剂在ADN表面形成絮状的包覆膜,使包覆后ADN的吸湿率明显小于包覆前ADN,在相对湿度60%以下,包覆后ADN在空气中暴露30天时吸湿率仅0.136%,吸湿率不随时间增加。热分析和机械感度测试表明,聚氨酯黏合剂对ADN的熔点、分解峰温、分解热焓的影响较小,但使ADN的机械感度增加,包覆前后ADN的摩擦感度分别为30%和60%,撞击感度(H50)分别为30.5cm和27.8cm。     

超细A5传爆药制备工艺的改进

为解决水悬浮分散包覆工艺制备超细A5传爆药时存在撞击感度高、制备工艺流程长、超细RDX团聚等问题,采用溶剂蒸发法制备工艺,以硬脂酸(SA)为钝感包覆剂、无水乙醇为溶剂和悬浮剂制备了超细A5传爆药。对两种工艺制备的样品进行了扫描电镜观察、撞击感度测试和SA含量测定。结果表明,溶剂蒸发法制备的超细A5传爆药包覆更均匀,粒径为2.17~10.72μm。与水悬浮分散包覆工艺所得超细A5传爆药相比,溶剂蒸发法工艺所得超细A5传爆药撞击感度的特性落高由18.62cm提高到32.69 cm,SA的损失率由0.120%减少为0.046%,显示感度低和成分控制更准确。     

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。     

4,6-二硝基-7-羟基苯并氧化呋咱钠的合成和性能

以间溴苯甲醚等为原料,经硝化、取代、环化得到4,6-二硝基-7-羟基苯并氧化呋咱钠(NaDNP),总收率45.6%。采用高效液相色谱、Na元素分析、视频显微镜、核磁共振(1 H NMR、13 C NMR)、傅里叶红外(FT-IR)光谱对其纯度、形貌、结构进行了表征。用差示扫描量热法(DSC)、5s延滞期爆发点研究了其热行为。用撞击、火焰、热丝、静电火花火感度研究了其感度性能。结果表明:升温速率为20℃·min-1时NaDNP的放热峰温度为283.11℃,5s延滞期爆发点300.3℃,显示NaDNP耐热性较好。撞击感度H50为37.4cm,火焰感度H50为18.5cm,热丝感度E50为1.278 mJ,静电火花感度E50为4.3 mJ,比斯蒂芬酸铅(LTNR)钝感。NaDNP可用作起爆药中间体。     

黑火药的防潮包覆技术研究

采用表面包覆法,从材料选择、含量匹配、工艺参数优化等方面研究黑火药的包覆技术,利用扫描电镜对包覆后药粒的微观形貌进行了表征,并就包覆前后黑火药的感度和燃烧性能进行了对比研究,结果表明GZ-1型硅脂在黑火药表面形成均匀、完整的包覆层;包覆后点火药的吸湿性降低了58%,撞击感度、摩擦感度和静电感度分别降低了60%、57%和56%,而火焰感度、输出性能与包覆前的药剂相当.     

不同形貌FOX-7炸药的制备及其性能表征

含能材料晶体的粒度和形貌对其性能影响较大,为了研究1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）炸药晶体形貌、粒度与其热分解性能的关系,采用溶剂-非溶剂法制备得到了不同形貌、粒度的FOX-7炸药颗粒。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和撞击感度测试仪分别对FOX-7炸药的晶体形貌、粒度、晶型、热分解性能和安全性能进行了表征和测试。结果表明,通过改变降温速率、搅拌速率等工艺条件,可以得到海胆形、球形、花状和块状等不同形貌的FOX-7炸药颗粒,所制备的FOX-7炸药晶型与原料一致,均为α型;粒度和形貌对FOX-7分子内氢键的断裂和共轭体系的破坏影响较大,球形形貌有利于提高FOX-7的热分解温度;同一形貌的FOX-7样品,粒径越大,热稳定性越好。在粒径为几十微米的FOX-7样品中,球形形貌的FOX-7样品安全性能最好。     

造型粉包覆质量表征及其对机械感度的影响

为了掌握降感机理,降低压装塑料黏结剂炸药(PBX)机械感度,采用XPS、EDX等方法对炸药造型粉的表面包覆质量进行了表征方法研究,通过测试表面元素含量,进行了造型粉表面包覆度计算,并对包覆度对机械感度的影响规律进行了研究分析。结果表明,造型粉表面的包覆度可以半定量地表征造型粉表面的包覆质量,而且还可用于研究同系列配方造型粉的机械感度;包覆度越高,机械感度相应越低,因此通过优化造粒工艺提高包覆度,可降低配方的机械感度。     

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。