浇注六硝基六氮杂异伍兹烷基混合炸药驱动性能

为研究浇注六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基混合炸药的金属驱动特性,制备了CL-20∶端羟基聚丁二烯（HTPB)∶Al-Zn配比为84∶11∶5的浇注CL-20基炸药试样GWL. 测试GWL密度、爆速、爆压、机械感度以及快速烤燃、慢速烤燃和枪弹撞击3项不敏感特性,发现其炸药密度为1.78 g/cm³、爆速为8 750 m/s、爆压为33.21 GPa,不敏感试验反应等级均为燃烧,机械感度也符合炸药使用要求。采用50 mm标准圆筒试验测试了GWL炸药试样的做功能力,发现GWL炸药试样驱动圆筒在41 mm特征点上的速度为1 730 m/s. 应用有限元分析软件Autodyn时圆筒试验过程进行数值模拟计算,通过对比试验结果与数值模拟结果,得到GWL炸药的JWL状态方程;设计CL-20∶HTPB配比为89∶11的无金属粉炸药试样GC,在相同试验条件下测试了GC的机械感度与爆炸驱动能力,结果表明GC与GWL两种炸药试样驱动能力相当,但是GC炸药的机械感度高于GWL炸药。采用Autodyn软件建模对比研究了GWL炸药与C-1炸药和LX-14炸药的驱动能力,结果显示：GWL炸药驱动破片的终速比LX-14炸药高2.6%;其驱动性能优良,是一种高能低感度的新型CL-20基浇注炸药。     

密闭空间内六硝基六氮杂异伍兹烷基复合炸药能量释放特性

为研究密闭空间内六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)基复合炸药爆炸能量释放特性,实验测试了药氧比为0.35～1.00炸药样品内爆产生的准静态压力.基于理想气体绝热模型和铝粒子气化燃烧方程,计算分析了不同药氧比样品爆炸的能量释放过程,应用非线性有限元AUTODYN软件模拟了不同药氧比炸药样品密闭空间内爆炸的作用过程.研究结...     

六硝基六氮杂异伍兹烷的研究进展(3)——六硝基六氮杂异伍兹烷晶型研究

研究了六硝基六氮杂异伍兹烷多晶型物的性质、稳定性、晶型转变,介绍了α、β、γ和ε四种晶型的定性和定量分析方法     

六硝基六氮杂异伍兹烷的合成研究

用Ｐｄ（ＯＨ）２对六苄基六氮杂异伍慈烷（Ⅲ）催化氢解,同时进行乙酰化,可获得稳定的产物四乙酰基二苄基六屡杂异伍兹烷（Ⅳ）。Ⅳ经亚硝化、硝化得到四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷（Ⅵ）,硝化Ⅵ可得目的物。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的吸湿性

测定了六硝基六氮杂异伍兹烷（CL－20）四种晶型产品在28℃,RH90％条件下的吸湿性。结果表明,a－CL－20的吸湿率最大,五天内达到0．5％,并随时间的延长吸湿不断增加。β,r和ε三种晶型的吸湿均不超过0．025％。     

六硝基六氮杂异伍兹烷酸值测定

运用酸碱滴定法测定了硝酸直接转晶、乙酸乙酯-氯仿转晶得到的六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的酸值。通过对比发现,对于硝酸直接转晶得到的HNIW的酸值测定,可采用80 mL丙酮作溶剂,以中性红-亚甲基兰作酸碱指示剂;对于乙酸乙酯-氯仿转晶得到的HNIW,可采用50 mL丙酮作溶剂,以树脂酚兰作酸碱指示剂。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的研究进展(1)——六硝基六氮杂异伍兹烷的合成

本文分析了六硝基六氮杂五兹烷的合成途径,认为以异伍兹烷的衍生物作合成前体。     

六硝基六氮杂异伍兹烷合成工艺研究进展

综述了近年来针对高能量高密度化合物六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW或CL-20）合成工艺的制造和改进的研究进展,对以六苄基六氮杂异伍兹烷（HBIW）为中间体的3条工程化制造路线的优缺点和应用情况进行了讨论,并对合成CL-20的新工艺路线存在新型异伍兹烷前体合成及其硝化产率都很低,副反应多,异伍兹烷笼形立体结构易破裂等难点进行了分析,得出CL-20的低成本制造技术发展方向为寻求新型高效的催化剂和探索新合成工艺路线的结论。     

硝酸法制备六硝基六氮杂异伍兹烷

本文研究使用浓度为90%～98%硝酸直接硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)制备六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW,CL-20)新方法,结果得到高产率高纯度的γ-HNIW.同时对反应中间产物二硝基,四硝基,五硝基衍生物进行了分离和鉴定,据此提出了分步硝化机理.     

六硝基六氮杂异伍兹烷的结构鉴定

用ＦＴＩＲ,＾１ＨＮＭＲ,＾１３ＣＮＭＲ,ＭＳ（ＣＩ）,ＵＶ及元素分析方法鉴定了作者所合成的六硝基六氮杂异伍兹烷（ＣＬ－２０）的结构,并以ＦＴＩＲ区分了所制得的ＣＬ－２０的四种晶型（α,β,γ及ε）分析结果证明作者合成的试样的结构与文献报道的ＣＬ－２０的结构式完全相符。     

关于六硝基六氮杂异伍兹烷产品杂质

六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW,CL-20)是第四代含能材料,具有广阔使用前景.本文对国内外CL-20制备的三条工艺路线以及其所产生的杂质进行了讨论.其中,以四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TADA)为硝化前体的第三条工艺路线所得CL-20产品纯度高,杂质种类少,能够满足使用要求.     

六硝基六氮杂异伍兹烷的感度

测定了六硝基六氮杂异伍兹烷（ Ｈ Ｎ Ｉ Ｗ） 的撞击感度、摩擦感度、热感度及静电火花感度。 Ｈ Ｎ Ｉ Ｗ 的 Ｈ５０ （５ｋｇ落锤） 为２０ ～２７ｃｍ ; ε Ｈ Ｎ Ｉ Ｗ 的摩擦感度１００ ％ （ 摆角９０ ±１°, 表压３ ．９２ ±０ ．０７ Ｍ Ｐａ） 或９２ ％ （ 摆角８０ ±１°, 表压２ ．４５ ±０ ．０７ Ｍ Ｐａ） ,爆发点（５ｓ 延滞期）２８３ ．９ ℃,５０ ％ 发火电压 Ｖ５０ 为４ ．６１ｋ Ｖ,５０ ％ 发火能量 Ｅ５ ０ 为０ ．１０６ Ｊ。     

端羟基聚叠氮缩水甘油醚与六硝基六氮杂异伍兹烷基四元混合炸药能量释放研究

为研究六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的能量潜力,结合含能粘合剂端羟基聚叠氮缩水甘油醚(GAP),计算了GAP、CL-20、氧化剂、可燃剂四元混合炸药的爆炸能量。计算结果表明,使用高氯酸锂作氧化剂可显著提高体系的能量密度,但将其在浇注混合炸药中得到应用需要进一步改性研究。制备了GAP、CL-20、高氯酸铵、铝粉四元混合炸药样品,利用水下爆炸测试方法,测试并估算了其水下爆炸能量。试验结果表明：在该四元体系中,CL-20含量为15%~20%时,体系能量密度可得到最大值;在CL-20含量为20%条件下,铝氧比为0.50时冲击波能可取得最大值,铝氧比为0.51~0.71时CL-20混合炸药能量密度可达到最大,通过水下爆炸试验数据估算其能量密度可达到2.88倍TNT当量。     

六硝基六氮杂异伍兹烷分子构型的理论研究

本文用半经验ＡＭ１方法优化了六硝基六氮杂异伍兹烷（ＨＮＩＷ）的几何构型,进行了振动频率计算与分析。针对－ＮＯ２强吸收频率的归属进行了讨论,并与实验测得的红外光谱分了比较。由集居数分析讨论了分子结构的稳定性,用自然键轨道方法和键级判定法分析了Ｎ－ＮＯ２的成键特征。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的性能及应用研究

六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）是高能低特征信号推进剂的首选氧化剂。HNIW自20世纪80年代诞生之后,各国对其能量、燃烧、热分解等性能及其在推进剂领域的应用进行了广泛深入的研究,并取得了重要进展。主要综述了近年来国内外在六硝基六氮杂异伍兹烷的能量特性、燃烧性能、热分解及其在推进荆应用方面的研究成果。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的热分解反应动力学研究

在真空条件下,用高灵敏度布氏压力计研究了六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW,CL－20）的热分解过程。在110－140℃范围内,分解深度为0．1％时,所需分解温度与时间的关系式为：1gτ＝24．3300＋9971．76／T。从关系式得到表观活化能和表观指前因子,据此推出在70℃时,CL－20的有效储存寿命为43．8年。     

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%。     

六硝基六氮杂异伍兹烷制备工艺研究开发新进展

六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)是一种能量密度很高的新型含能化合物,具有广阔使用前景.本文对其制备工艺路线进行了综述.根据工艺安全、产品纯度和制备成本对合成六硝基六氮杂异伍兹烷三种常用硝化前体:四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB)、四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷(TADF)和四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)重点进行了讨论.     

转晶对降低六硝基六氮杂异伍兹烷中主要杂质五硝基一乙酰基六氮杂异伍兹烷含量的研究

制备了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW),对其主要杂质五硝基一乙酰基六氮杂异伍兹烷(PNMAIW)进行了分离鉴定。以乙酸乙酯/氯仿溶剂体系对所得HNIW进行了转晶。结果表明,转晶操作可降低HNIW中PNMAIW的含量,但降幅不大于1%,且转晶完成时间受PNMAIW含量的影响。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的制备工艺及性能研究

研究了以四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷(TADFIW)和四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB IW)为硝解基质,经过硝解和转晶得到-εHNIW的热分解动力学参量和撞击感度,用电子扫描显微镜拍摄了ε-HNIW的晶体外貌。结果表明,两种-εHNIW的晶体外形相近,热分解动力学参量和撞击感度相同。这说明,两种-εHNIW样品的化学物理性质相同,虽然两种样品所含杂质不同,但对-εHNIW的热分解和撞击感度没有影响。