乙腈法与乙醇法合成六苄基六氮杂异伍兹烷的比较

实验比较了乙腈法与乙醇法合成六苄基六氮杂异伍兹烷的优劣。结果表明乙腈法在产品得率、质量、反应条件等方面均优于乙醇法。但乙腈属于中等毒性化学品,使用乙腈时必须采取可靠的防护措施。     

一锅法合成六苄基六氮杂异伍兹烷

六苄基六氮杂异伍兹烷(HB IW)是合成CL-20的起始原料,它由苄胺和乙二醛在酸催化下缩合而得,合成路线见Scheme 1。Schem e 1美国在放大生产时HB IW粗品收率仅为55%~65%,粗品须用乙腈重结晶才能用于下一步反应,产品总收率不高。该法缺点是乙腈试剂价格较高、易挥发,对人影响较大。本课题组采用廉价无毒的酒精为溶剂,在工厂成功地进行了放大合成,粗产品收率为58%,使用丙酮重结晶。该法虽然避免使用乙腈,但丙酮溶剂也很容易挥发,特别是夏季操作很不方便。最近本课题组在试验室研究了使用95%的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液为溶剂,待反应结…     

HNIW纯度测定方法研究

对测定HNTW纯度的高效液相色谱进行了研究。采用紫外分光光度检测器,YWG－C18硅键合相高效反相色谱柱,乙腈－不流动相,比较了校正曲线法、内标法和峰面积归一法等三种定量方法。结果表明,三种方法标准偏差均小于1％,但归一准确度受条件限制;内标法虽准确度较高而操作较为繁琐;而校正曲线法不仅准确度较高且操作方便。建议采用校正曲线法测定HNIW纯度。     

六硝基茋的高效液相色谱法分析

建立了分析主成分六硝基茋(HNS)和主杂质六硝基联苄(HNBB)的高效液相色谱法。该法在Hypersil ODS2色谱柱(250mm×4.6 mm,5μm)进行,以乙腈和水为流动相,比例为56∶44,流速为0.7 mL·min-1,用紫外-可见检测器,检测波长226 nm,柱温25℃,进样量10μL。在优化的色谱条件下,HNS和HNBB分别在5~100 mg·L-1和2~50 mg·L-1浓度范围内,线性关系良好,线性相关系数r0.999,检出限分别为0.60,0.31 mg·L-1,定量限分别为2.00,1.02 mg·L-1,加标回收率为99.60%~100.39%,相对标准偏差为1.63%~2.07%。该方法线性范围广,灵敏度高,重现性好,结果准确可靠,可用于HNS产品中有关物质的检测分析,满足实际样品分析的需求。     

六硝基六氮杂异戊兹烷自催化分解特性与热安全性研究

六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）是一种十分重要的新型单质炸药,其热分解安全性一直备受关注。利用动态差示扫描量热（DSC）仪进行实验,初步研究了CL-20的热行为;利用中断回归法、瑞士方法研究了CL-20的自催化反应特性,并用等温DSC实验进行了验证;基于CL-20的动态DSC曲线数据,采用Friedman法求得其活化能E_α与ln\[Af(α)\]值随转化率α的变化曲线,并结合热平衡方程计算了其绝热诱导期TMR_ad. 结果表明：CL-20的起始分解温度为233.5~255.7 ℃,其分解反应为自催化反应,热履历显著降低了其起始分解温度和峰温;在反应的不同阶段,CL-20具有不同的活化能,其绝热诱导期8 h和24 h对应的温度T_D8和T_D24分别为162.3 ℃和152.8 ℃.     

两步法合成六硝基茋中溶剂对反应的影响

文中介绍了以六硝基联苄（ＨＮＢＢ）为中间体，梯恩梯（ＴＮＴ）为原料，分两步合成六硝基（ＨＮＳ）的工艺路线和工艺条件。文中讨论了溶剂对两步法合成六硝基的影响。     

六硝基六氮杂异伍兹烷包覆钝感的探索

采用挤出造粒法、溶液悬浮法、水悬浮法三种不同的工艺,选用不同的包覆材料,如氟橡胶和丁腈橡胶,对ｇ-HNIW进行了包覆,并对包覆样品进行了扫描电镜分析和机械撞击感度测试,考察了其钝感效果及包覆工艺对样品机械撞击感度的影响。通过比较,溶液悬浮法、水悬浮法工艺制备的样品机械撞击感度要比挤出造粒法的低。在所选材料中,氟橡胶F-5作为粘结剂,采用水悬浮法工艺制备得到的以HNIW为基的混合炸药的机械撞击感度最低,特性落高值为42．5cm。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的粒度控制生产工艺

六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的粒度和形貌对其感度、安全性以及填药密度有重要的影响。研究通过控制和优化重结晶工艺条件,分别探索超声辅助重结晶法和反溶剂法中不同因素以及搅拌器类型对CL-20晶体粒度的影响。在超声辅助重结晶法中,考察了超声连续震动和间歇震动频率以及不同超声频率(20~40 kHz)对生产小粒经产品的影响;在反溶剂法中,以乙酸乙酯和三氯甲烷为良溶剂和不良溶剂,考察了三氯甲烷滴加速度(20、50、100 mL·h^-1)、三氯甲烷与乙酸乙酯滴加量比例(1∶1、1∶2、1∶3),重结晶时间(24、48、72 h)以及重结晶温度(30、40、50℃)对大粒径产品的影响。通过设计正交试验,确定了最优条件;在对搅拌器对产品影响的研究中,选择了四直叶开启涡轮式、六直叶涡轮式和双层分散盘三种搅拌器类型以及相应的多种转速对产品的粒度和形貌的影响。结果表明,间歇超声辅助重结晶可显著减小晶体粒度,采用频率40 kHz,每震动30 min,停5 min的超声方式,可以获得平均粒度为14μm的CL-20颗粒;反溶剂法控制粒径的研究中,结晶时间72 h、结晶温度30℃、三氯甲烷滴加速度为20 mL·h^-1、滴加量为150 mL时,可获得大粒径的CL-20产品(平均粒度为140μm);采用双层分散盘制备的CL-20晶体外形为类球形,表面光滑均匀,粒径在40~100μm之间可控。对比四直叶开启涡轮式和六直叶涡轮式搅拌器制备的晶体,采用双层分散盘制得的产品撞击感度和摩擦感度较低,撞击感度特性落高值和摩擦感度爆炸概率分别为23.5 cm和44%。     

蜜胺甲醛树脂原位聚合法包覆六硝基六氮杂异伍兹烷

通过原位聚合法用蜜胺甲醛树脂包覆六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)。以三聚氰胺、甲醛为原料,聚乙烯醇为增韧剂,碳酸钠为催化剂,制成预聚物溶液,与-εHNIW共混滴加氯化铵溶液使预聚物固化成壳包覆HNIW。用FTIR、光学显微镜及机械撞击感度验证了钝感包覆效果。结果表明包覆较好,特性落高H50比原料提高了10.3 cm。根据-εHNIW的晶型热稳定性及蜜胺甲醛树脂的制备方法,讨论了包覆的最佳工艺条件。在蜜胺和甲醛之比是1∶2.5,预聚体形成阶段反应pH值为8~9,原位聚合包覆阶段pH值为4~5,反应温度为70℃时可使-εHNIW得到较好的包覆。     

拉曼光谱分析六硝基六氮杂异戊兹烷的晶型纯度

为了建立一种简单、高效、重复性好的测定ε?六硝基六氮杂异戊兹烷(CL?20)中γ晶型杂质含量的方法,确定了用拉曼光谱定量表征γ?CL?20/ε?CL?20混合样品的特征参数,然后以两种晶型的特征峰峰面积之比A_(232)/A_(528)对γ?CL?20含量作图,分别得到了2%～9%和10%～90%两组浓度范围内的标准曲线,并与采用峰面积法得到的定量结果作了比较。结果表明,当γ?CL?20的含量为2%～9%时,三组平行实验的A_(232)/A_(528)值的相对误差不大于2.2%,拟合方程为y=0.0062e~(0.2512x),相关系数为0.9806。当γ?CL?20的含量为10%～90%时,A_(232)/A_(528)的相对误差不超过2.9%,拟合方程为y=0.0822e~(0.0596x),相关系数为0.9816。A_(232)/A_(528)的数据再现性和拟合相关性远优于峰面积法。     

TADBIW制备HNIW中晶型转变过程的研究

四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（TADBIW）是制备六硝基六氮杂伍兹烷（HNIW）生产成本最低的硝解基质。本实验研究了由TADBIW制备HNIW时，HNIW晶型转变过程：硝解生成的是α-HNIW，后者在高温硝解系统中逐渐转变为．γ-HNIW，完成这种转变在70～75℃需3h，但晶体诱导体的加入能够加速这种转变。     

埋头弹火炮挤进过程研究

研究了埋头弹火炮弹带挤进时的流动应力和摩擦系数,针对其特殊结构数值计算了挤进阻力,分析了挤进过程对内弹道性能的影响.弹带流动应力的增加会使挤进阻力增大,磨擦系数的减小会降低阻力.该文模型计算的最大膛压和初速更接近实验数据,且进行内弹道计算的准确度更高.     

CMC-Pb(N3)2的化合工艺

研究了既能满足导电药混药均匀性要求,又能满足美国军事标准的ＣＭＣ－Ｐｂ（Ｎ３）２及其化合工艺。结果表明选用粘度在２００～３００厘泊的ＣＭＣ（羧甲基纤维素）能满足要求。     

改形苦味酸钾的结晶控制

介绍了苦味酸钾自发结晶习性，论述了改形苦味酸钾的结晶控制，对影响结晶的因素分别进行了分析，通过正交实验设计确定了优化晶形控制工艺条件。     

烟火药燃烧转爆轰研究

设计了一套简单而有效的烟火药ＤＤＴ定量实验测试装置,测试了几种常规烟火药配方的ＤＤＴ 过程,结合ＲＥＡＬ软件所计算的各配方热力学参数,分析了常规烟火药发生ＤＤＴ的难易程度及主要影响因素,得出了常规烟火药发生ＤＤＴ的规律     

碳酰肼和过碳酸钠反应的化学动力学和反应工艺(英)

高氯酸三碳酰肼合锌(GTX)是一种大量使用的安全环保型高能起爆药,其母液中溶解有过量的碳酰肼和GTX起爆药,为了最大限度地消除母液中溶解的碳酰肼,运用容量滴定分析法和控制变量法研究了过碳酸钠(SPC)与碳酰肼(CHZ)的反应过程和影响因素,获得二者在80℃下的最佳反应工艺条件为:CHZ(0.1 mol·L~(-1))和SPC(0.15 mol·L~(-1))溶液的体积比为1∶4,反应时间不少于90 min时,CHZ的去除率可高达68%。应用最小二乘法对获得的反应时间与剩余CHZ浓度的数据进行一级动力学和二级动力学拟合,结果表明CHZ和SPC的反应过程符合二级动力学模型。     

3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱结晶工艺

利用动态激光法测定了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)在V(乙酸)∶V(水)=7∶3的混合溶剂中的溶解度及超溶解度,并用Apelblat方程对溶解度数据进行拟合。通过正交试验考察影响结晶产品的四个主要因素(起始温度、搅拌速率、降温速率和晶种量),并得到最优结晶工艺条件为:起始温度85℃,搅拌速率400 r·min~(-1),降温速率0.25℃·min~(-1),晶种量应为所加DNTF固体质量的5%。最优结晶工艺条件下结晶产品收率可达91.7%,纯度高达99.72%,晶体密度为1.876 g·cm~(-3),用2 kg落锤测得特性落高H50为36.38 cm,用电子显微镜观察晶体的形貌规则且统一,用XRD粉末衍射仪对产品进行表征,结果显示结晶产品没有转晶,用百特激光粒度仪对产品粒度分布进行表征,结果显示产品粒度分布较窄且粒度均一。     

DNAN炸药凝固过程的实验与数值模拟

为了解2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)的凝固过程,用布拉格(Bragg)光栅对其凝固过程的中心轴线温度场进行了测试。考虑了液相自然对流的微观现象。用控制容积法计算了DNAN凝固过程的温度场、流场和相界面位置。用临界固相率和补缩距离结合法预测了缩孔编松的生成。结果表明,DNAN在96℃附近出现温度滞后现象,中心部位最明显。前期液相自然对流的最大速度可达10-3量级(m·s-1),其作用为传质和加速凝固进程。无冒口补缩条件下,DNAN凝固过程中相界面呈"V"字型向顶部迁移、收缩,凝固后中心轴线上有连续的缩孔分布,中心处的最大孔隙率为0.38。     

UV-Fenton方法处理偏二甲肼废水

利用UV-Fenton方法处理偏二甲肼(UDMH)废水,以废水中UDMH和化学需氧量(COD)的去除率为检测指标,通过正交实验确定了反应的主要影响因素以及最佳工艺组合,并比较研究了五种反应体系的降解情况,初步探讨了中间产物的变化规律.实验结果表明:常温下,H2O2为1.5 Qth(theoretical quantity),pH值在3.5左右,Fe2+与H2O2的摩尔比为110时,经过45 min的UV-Fenton氧化降解,UDMH废水(400 mg/L)中UDMH去除率可达到99%以上,COD去除率可达到95.8%.