粒径和晶形对ε-HNIW感度的影响

采用溶剂-反溶剂重结晶工艺制备出3种不同粒径和晶形的ε-型HNIW,用激光粒度仪和偏光显微镜-扫描电镜(SEM)对样品的粒度和形貌进行表征,并测试了撞击、摩擦感度和热分解性能。结果表明,随着粒径的减小,HNIW的撞击感度显著降低,热稳定性缓慢降低,但摩擦感度增加;粒度分布越宽,撞击感度与大颗粒感度值相当,摩擦感度与细颗粒感度值相当;粒径分布窄时,颗粒晶形越规整,撞击和摩擦感度越低,热稳定性越好。影响HNIW撞击、摩擦和热分解的主要因素依次是粒径、粒度分布和晶形。     

六硝基六氮杂异伍兹烷四种晶型的晶体结构

测定了六硝基六氮杂异伍兹烷四种晶型（α、β、γ及ε）的单晶结构,报道了它们的晶体学参数,给出了它们的分子构型,讨论了它们的结构,并与ＨＭＸ作了比较。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的热性能研究

叙述了 CL - 2 0热分解反应动力学和热分析研究结果。根据 90～ 14 0℃下真空等温热分解实验数据及相应曲线 ,导出了在不同温度下分解 0 .1%所需时间的经验公式 ,求得 CL- 2 0表观活化能 Ea=187.6 k J/ mol,指前因子 A=6 .9× 10 2 3 ,测得 CL- 2 0相变温度16 3.7℃ ,分解热 2 95 7J/ g,5 s爆发点 2 82 .2℃ ,10 0 0 s临界温度为 2 2 4℃。     

三种粒度ε-六硝基六氮杂异伍兹烷热分解及撞击感度研究

利用DTA技术研究了三种不同粒度ε-六硝基六氮杂异伍兹烷（ε-HNIW）的热分解,求出了表观动力学参数E、A,测定了相应粒度ε-HNIW的撞击感度,分析了粒度对其热分解唯象动力学参量和撞击感度的影响。     

ε-HNIW基传爆药的制备与表征

用水悬浮分散包覆工艺制备了ε-HNIW造型粉,利用FT-IR及SEM和DSC对其进行了表征。结果表明,包覆剂Estane可有效包覆ε-HNIW,包覆表面光滑且棱角减少;Estane与ε-HNIW的相容性为1级;与ε-HNIW原料相比,包覆样品的撞击感度和摩擦感度均有所降低,特性落高H50由17cm升至44cm,摩擦爆炸概率P由100%降至68%;包覆后ε-HNIW的爆速为8923m/s,是一种新型高能钝感传爆药。     

四种晶型六硝基六氮杂 异伍兹烷的密度测定

以 X射线衍射仪测得的晶体学数据计算了六硝基六氮异伍兹烷的四种晶型 (α- HNIW1/ 2 H2 O,β- HNIW,γ- HNIW和 ε- HNIW)的晶体密度 ,同时根据 GJB772 A- 97,40 1.1所规定的密度瓶法实测了上述四者的密度。计算值分别为 1.992 g/ cm3 、1.989g/ cm3 、1.918g/ cm3 及 2 .0 44 g/ cm3 ,实测值分别为 1.937g/ cm3 、1.983g/ cm3 、1.918g/ cm3 及 2 .0 35 g/ cm3 ,计算值比实测值分别高 0 .0 5 5 g/ cm3 、0 .0 0 6g/ cm3 、0 g/ cm3 及 0 .0 0 9g/ cm2 。     

分子动力学模拟研究温度对ε-CL-20结晶晶体形貌的影响

为了研究温度对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)在乙酸乙酯/三氯甲烷体系中结晶时晶体形貌的影响,采用分子动力学模拟方法,使用修正后附着能模型计算了CL-20晶体能量和晶习,对比了不同温度(293、303、313、323、333K)下CL-20晶体形貌模拟结果与实验结果。结果表明,温度可以显著改变CL-20晶体形貌;随着温度升高,CL-20晶体形貌趋于非球形化,293K下可以获得球形化程度更好的CL-20晶体;温度对不同晶面影响程度不同,(2 0 0)、(0 1 1)、(2 0-1)晶面生长易被温度影响,附着能绝对值较大,晶面生长速率快,在CL-20晶体表面面积占比减小,最终在CL-20晶体中无法保留;当温度为333K时,对(2 0-1)晶面的附着能影响较大,最终使该晶面在CL-20形貌中显露。     

红外光谱研究HNIW热分解残余物的热分解

制备了HNIW热失重分别为91.8%的残余物Res.1和90.1%的残余物Res.2,在氩气气氛下通过热重-差示扫描联用仪(TG-DSC)对残余物Res.1以10℃/min的升温速率加热到300、400、550、600、800℃,得到5种样品,分别为Res.1-300、Res.1-400、Res.1-550、Res.1-600、Res.1-800。结果表明,氩气气氛有利于氰基(-CN)的生成;大气气氛则有利于碳二亚胺的生成。采用原位红外光谱对HNIW在10℃/min升温速率、大气气氛下加热至232.0℃以上的残余物进行研究,结果表明,C-C键与部分C-N键断裂氧化产生活性中间物种-异氰酸酯,异氰酸酯进一步与相关基团反应生成碳二亚胺。探讨了454.7℃的残余物的空间结构,与碳二亚胺两端相联的聚合片段平面是共平面或相互垂直的。     

四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷的硝解研究

研究了ＴＡＤＮ在１００％ＨＮＯ３、Ｐ２Ｏ５／ＨＮＯ３、Ｎ２Ｏ５／ＨＮＯ３、Ｎ２Ｏ５／ＨＣＣｌ３、Ｎ２Ｏ５／ＣＨ３ＮＯ２、ＨＮＯ３／ＰＰＡ以及ＨＮＯ３／ＨＣｌＯ４等７种硝化剂中的硝解,结果表明这７种硝化剂均不适合用来硝解四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷（ＴＡＤＮ）制备六硝基六氮杂异伍兹烷（ＨＮＩＷ）,同时发现在有硝酸的硝化剂硝解ＴＡＤＮ的过程中均出现了水溶性中间体。     

高聚物黏结ε-HNIW混合炸药的制备及其感度

为改善原料HNIW(CL-20)的结晶品质并降低其机械感度,采用水悬浮工艺对重结晶制备的ε-CL-20进行了包覆.结果表明,原料CL-20呈多晶型,粒径不均,机械感度与PETN相当;在室温条件下,用乙酸乙酯-石油醚对原料CL-20进行重结晶可制备出晶形规整、粒径均匀的高品质ε-CL-20晶粒,撞击感度较原料略有降低;采...     

六硝基六氮杂异伍兹烷转晶中的分子动力学模拟

利用六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）晶体生长及添加剂附着晶面的模拟，来优选添加剂使转晶得到的ε型HNIW晶体形状更规则；构立了￡型HNIW晶胞模型，采用分子动力学方法模拟了晶体生长的外部形态。应用分子动力学计算，筛选到能修改ε-HNIW晶体生长外形的T1、T2和T3添加剂。在转晶实验中利用T1、T2和T3添加剂修改了ε-HNIW晶体的外形，与分子动力学模拟结果基本一致。结果表明，分子动力学模拟可预示添加剂对ε-HNIW晶体生长的影响。借助这种模拟，易选择添加剂，使ε-HNIW晶体具有更规则的形貌。     

HNIW的爆燃反应动力学和热分解

组装了一套用于测定含能物质的爆燃延迟期的装置,在507～547K和0．1～9．1MPa下研究了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的爆燃延迟期τ,温度升高使爆燃延迟期τ缩短。在507K和517K温度下,高压(≥5MPa)使爆燃延迟期τ增加;在527K和537K下,压力使爆燃延迟期τ缩短。计算了不同压力下的动力学参数,HNIW的爆燃反应活化能随压力增加而增加,研究了不同温度(≤489K)和压力下HNIW的热分解,压力对HNIW的热分解具有抑制作用。     

增塑剂类型对CL-20/HTPB基浇注炸药安全性能的影响

为确定CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)/HTPB(端羟基聚丁二烯)基PBX(聚合物粘接炸药)配方中最适宜的增塑剂类型,分别制备了含不同增塑剂[如DOA(己二酸二辛酯)、DOS(癸二酸二辛酯)和DBP(邻苯二甲酸二丁酯)等]和不含增塑剂的浇注PBX。着重探讨了不同浇注PBX的热分解动力学参数、撞击感度及临界爆炸温度。研究结果表明:与不含增塑剂体系相比,增塑剂对浇注PBX的热分解峰温影响不大,但均能提高其E(表观活化能),其中含DOS或DBP体系的E值均提高了13%左右;含DBP体系的临界爆炸温度更高,说明该体系具有更好的热安定性;含增塑剂体系的感度明显低于无增塑剂体系,其中含DBP体系的H50(特性落高)值比无增塑剂体系提高了近2倍。     

六糠基六氮杂异伍兹烷的合成及其工艺的研究

通过用α-糠胺和乙二醛为原料合成了六糠基六氮杂异伍兹烷,对产物进行分离、提纯,目标产物的熔点为98.2～99.5℃。并通过正交实验法考察了温度、pH值、催化剂、时间等对产物收率的影响,确定了在温度为0～5℃、pH值为9～10、催化剂为高氯酸、时间为20h时产物的收率为42%。六糠基六氮杂异伍兹烷是一种新的具有六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)构型的笼状前体,打破了过去只能用苄胺或取代苄胺来合成此前体的传统工艺,为两步法合成HNIW提供了有利的条件。即第一步HNIW笼状前体的合成,第二步前体的直接硝化合成HNIW。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的∈与γ型混合物的定量分析

探索了六硝基六氮杂异伍兹烷 (HNIW,CL - 2 0 )的ε型与γ型混合物的定量方法 ,采用傅里叶变换红外光谱仪化 ,用 832 .39cm-1～ 819.32 cm-1区域的峰作为定量依据 ,成功地进行了该混合物的定量分析。     

六硝基六氮杂异伍兹烷在硝酸中的转晶

采用硝酸含水体系将α、γ-HNIW晶体转晶成-εHNIW晶体;用在线粒度仪实时监测HNIW晶体成核、生长的动力学过程;研究了降温、不溶溶剂水的加入、晶种的加入对ε-HNIW晶体析出的影响;用FTIR、SEM、激光粒度仪对转晶得到的样品进行了晶型、形貌及粒度分布的表征。结果表明:在温度低于64℃、有ε-HNIW晶种存在的条件下,通过降温和加入不溶溶剂水,可以转晶得到ε-HNIW晶体,得率98%。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的机械撞击感度

用不同工艺条件将γ-HNIW转晶为ε-HNIW,得到不同晶癖的ε-HNIW;采用不同包覆剂对ε-HNIW进行包覆研究,得到了表面改性的ε-HNIW;对两类样品进行了机械撞击感度研究。结果表明,近似平行四边形、颗粒较均匀、碎晶少的样品感度最低;颗粒细小、细针状、碎晶多的HNIW样品感度高,石蜡、丁腑橡胶可良好钝感HNIW,聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯一苯乙烯共聚物包覆的样品的感度较高。     

超酸硝化法合成六硝基六氮杂异伍兹烷

分别采用硝酸-硝酸钾、发烟硫酸-硝酸钾、发烟硫酸-硝酸钠和发烟硫酸-硝酸铵4种超酸体系对六乙酰基六氮杂异伍兹烷(HAIW)进行硝化，合成了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)，属首次用超酸硝化方法合成HNIW。通过实验得到最佳硝化反应条件，以发烟硫酸一硝酸钾超酸体系为硝化剂，当温度为70℃，反应时间为3．5h，目标产物的最高得率为83．1％，质量分数达到98％以上(达到应用的纯度)。同时对超酸硝化N双取代的酰胺类化合物HAIW的反应机理进行了探讨，超酸体系中含有高浓度的硝酰正离子(NO2^ )，在该反应中NO2^ 是进攻酰胺氮原子的有效基团。     

HNIW单元推进剂燃烧性能研究

研究了一些添加剂对HNIW单元推进剂燃烧性能的影响,结果表明HNIW的燃烧受其分解过程的影响较大,在HNIW中加入其分解产物可显著降低其燃烧速度,所试的催化剂均对HNIW单元推进剂的燃烧性能有一定的催化作用。     

六苄基六氮杂异伍兹烷氧化产物的亚硝化

采用硝酸（65％）／亚硝酸钠体系对六苄基六氮杂异伍兹烷氧化物－乙酰基三苯甲酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（3）、二乙酰基二苯甲酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（4）和三乙酰基一苯甲酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（5）进行亚硝解，成功脱去了上述三种化合物上剩余的两个苄基，将苄基转换为亚硝基，得到了一乙酰基三苯甲酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷（6）、二乙酰基二苯甲基二亚硝基六氮杂异伍兹烷（7）和三乙基酰基一苯甲酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷（8）。