海因/三嗪类复合键合剂包覆黑索今的研究

采用水-溶液悬浮法,对海因/三嗪类复合键合剂包覆RDX进行了实验研究.通过L9(34)正交实验研究了反应时间、反应温度、键合剂用量和搅拌速度对包覆度的影响规律,并利用X射线光电子能谱(XPS )、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、感度实验等对包覆后的RDX进行表征.正交实验确定的最佳包覆条件: 10 g RDX,反应时间90 min,反应温度50 ℃,键合剂用量0.3 g, 搅拌速度700 r·min-1,包覆度达87%.包覆后RDX表面明亮有光泽,包覆厚度约为0.2 μm.红外光谱中NO2基团的吸收峰红移22 cm-1至1510 cm-1,且吸收带展宽.热分解峰温升高0.4 ℃,撞击感度特性落高提高4.5 cm.     

RDX粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为研究黑索今(RDX)粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响,设计了RDX质量百分数为25.0%,平均粒径(D50)为30,50,150μm的3种硝胺发射药,采用摆锤式简支梁冲击试验机、落锤试验仪与密闭爆发器分别研究了其抗冲击强度、破碎情况及燃烧性能。结果表明,随着RDX粒度由150μm减小至30μm,发射药的低温(-40℃)抗冲击强度由3.46 J·cm~(-2)提高至8.99 J·cm~(-2),在落锤冲击(锤重5 kg,落高80 cm)作用下破碎度由96%降低到18%。RDX的平均粒径(D50)为30,50μm和150μm时,发射药的燃速压力指数分别为0.985、0.996和1.063。RDX粒径为30μm或50μm时,发射药u-p曲线较光滑,发射药燃烧稳定;RDX粒径为150μm时,在100~150 MPa、150 MPa~p_(dpm)的两个压力段范围内,燃速压力指数由1.125变为0.612,显示燃速压力指数存在突变,发射药燃烧不稳定。     

SEDS技术制备亚微米RDX的喷嘴结构设计

为了制备粒度分布窄的亚微米黑索今(RDX)球形颗粒,设计出一种适用于超临界流体增强溶液扩散(SEDS)技术的喷嘴。该喷嘴利用气流雾化原理,在结构上采用环缝、微孔湍流区等技术,使CO2流体在喷嘴内高速流动,解决了常规内部混合喷嘴易堵、制备粒度大等问题。经实验验证,在相同工艺条件(温度35℃、压力10MPa、CO2流量15kg·h-1、RDX溶液流量2mL·min-1)下,采用法国SFP2超临界萃取仪原装内混式喷嘴制备出分布区间3~15μm的微米级RDX球形颗粒,制备过程易堵;采用新结构喷嘴(中心孔内径及其壁厚值均为0.1mm、环缝宽度为0.1mm、湍流区长径比为10∶1、压力差为1MPa)制备出的RDX粒度分布区0.1~2μm、平均粒度660nm、粒度形貌好、无团聚的亚微米RDX球形颗粒,制备过程顺畅,解决了易堵问题。     

超临界流体增强溶液扩散技术制备超细RDX

采用超临界流体增强溶液扩散技术(SEDS法)对RDX进行重结晶细化。探索实验确定N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,浓度为20%。通过正交试验L9(34)和单因素试验研究分析了影响细化效果的诸多影响因素。结果表明:选择合适的溶剂是避免形成片状或针状晶体的关键。影响结晶效果的因素依次为压力、CO2流速、溶液流速和温度。在流体密度接近液体密度时,CO2流速与溶液流速之比直接影响粒状晶体所占比例及粒度的大小,但浓度最终决定晶体粒度大小。扩试工艺条件是浓度26.7%、温度35℃、压力9.0 MPa、溶液流速2 mL·min-1和CO2流速6 kg·h-1。在此条件下,得到的RDX晶体边缘光滑、形貌规则趋于球形,粒度在为3~5μm、粒度分布均匀、流散性良好,制备量可达32 g·h-1,且机械感度显著降低。     

RDX直接硝解法的真空氧化结晶工艺

将真空氧化结晶工艺应用于直接硝解法制备RDX,有效解决了直接硝解法产生大量废酸的问题。用单因素法实验研究了最佳工艺条件。结果表明,最佳工艺条件为:以投入1 g乌洛托品计,氧化工序中,加入稀释水量3.51 g,最低激发温度49.4℃,加热温度60℃,稀释水量的加入速率0.12 g·s-1;真空结晶工序中,真空度为82 k Pa,初始蒸发温度85.0℃,搅拌速率650 r·min-1,产生废酸10.34 g。与传统氧化结晶工艺相比,该工艺稀释水量和废酸量分别减少24.9%和10.2%。     

某高聚物包覆RDX的影响因素

采用溶液水悬浮法制备黑索今(RDX)造型粉,探讨了造粒工艺条件对某高聚物溶液包覆RDX工艺的影响。通过单因素试验和正交试验对各种因素的影响进行了研究,并就产品的感度和粒度对影响因素进行了验证。试验中钝感剂与高聚物混合加入,整个造粒过程只在驱除剩余溶剂时使用真空泵。实验结果表明,影响造粒效果与造型粉感度的主要因素为加料速度、温度、搅拌速度及乙酸乙酯第二次加入量。得到较佳的工艺条件:造粒温度63℃、搅拌速度300r·min-1、滴加速度0.06mL·s-1、乙酸乙酯第二次加入量与加入高聚物的质量比为4∶1。影响造粒效果与造型粉感度的因素大小顺序为乙酸乙酯第二次加入量、搅拌速度、温度、加料速度。而乙酸乙酯的第二次加入量较大程度上决定着最后产品的包覆效果和产品的粒度分布范围。     

脉冲柱塞粉碎法制备超细RDX炸药

采用脉冲柱塞粉碎机制备了超细RDX炸药,并研究了物料水介质的配比、脉冲压力、循环次数对RDX粒径的影响.结果表明,水介质量、脉冲压力越大,得到的RDX粒经越小.在RDX与水质量比为15、脉冲压力为120 MPa条件下,RDX粒径可达到4.020 μm.适当增加循环次数,RDX粒径有少许降低.     

RDX在2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)低共熔体系中的溶解度

采用液相色谱法,在87～95.3℃温度范围内,测定了RDX在2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)与N-甲基-4-硝基苯胺(MNA)低共熔体系中的溶解度。优化了色谱分离条件:流动相甲醇/水=6/4(V/V),流速为1.0 mL.min-1;检测波长254 nm,进样量5.0μL。实验考察了不同粒径的RDX、平衡时间以及温度对溶解度的影响,在低共熔物体系DNAN/MNA中,建立了RDX溶解度-温度关系曲线。结果表明,RDX在共熔体系中溶解度范围为9.39～10.28 g,并随着体系温度的升高而增大。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的精制及其性能研究

为了研究不同溶剂精制的2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)的性能,分别以三氟乙酸(CF3COOH)、二甲基亚砜(DMSO)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用重结晶法精制ANPyO,对精制后样品性能进行比较研究.结果表明:用CF3COOH重结晶精制的ANPyO,粒度主要分布在2～70 μm,比表面积为0.454 m2·g-1; 在升温速率为10 K·min-1的条件下,分解热焓为1021.46 J·g-1,最高峰值温度为370.69 ℃,表观活化能为279.63 kJ·mol-1;撞击和摩擦感度,分别为 20%和18%.     

黑索今粒度及粒度级配对高分子粘结炸药冲击波感度的影响

采用小隔板试验(SSGT)测定了主体炸药黑索今(RDX)粒度和粒度级配对不同密度的RDX/F2641(95/5)高分子粘结炸药冲击波感度的影响,RDX粒度范围为1～150 μm,试验的炸药密度为80%、90%和95%理论密度。结果表明随RDX平均粒度的增大,混合炸药冲击波感度提高,但不同密度时,影响程度有所不同。在本试验条件下,试验结果主要反映了炸药粒度对热点点火过程的影响。     

RDX与A1混合体系的静电火花感度研究

为评价RDX与Al粉末在滚筒混合过程中的静电火花感度,采用尖端放电方法,测定RDX、RDX-A1混合物的静电火花感度,采用斜槽法测量了RDX、RDX-A1混合物的摩擦产生静电积累量。研究表明：RDX的不发生爆炸的最大静电火花能量为0.013 J,RDX-A1不发生爆炸的最大静电火花能量大于0.013 J;在1m不锈钢滑槽内滑行过程中,RDX静电积累值的最大值约为- 3.0—- 5.0 μC/kg,此时能产生的最大火花能量为1.41×10 -3 J,都小于RDX的不发生爆炸的最大静电火花能量0.013 J,发生50%爆炸所需的静电火花能量为0.288 J,发生100%爆炸所需的最小静电火花能量为0.577 J;RDX-Al瞥电积累量的最大值为1.20 μC/kg,静电积累产生的电火花能量,不能直接引燃RDX-A1炸药粉末;加入3%～8%的石油醚和乙酸乙酯后,RDX-A1炸药静电积累值的最大值为1. 50μC/kg,其可能产生的火花能量为1.23×10 -4 J,此能量也小于石油醚和乙酸乙酯的最小点火能。     

球形DDNP制备方法的改进研究

为了改善现有DDNP的质量,提高其流散性、耐压性,采用硫化钠直接还原苦味酸,代替传统的碳酸钠中和、硫化钠还原制取氨基苦味酸钠,采用自主研制的F-1晶形控制剂代替传统的连苯三酚,并且循环使用部分废水,制备出了球形DDNP.结果表明,新制备的球形DDNP的平均粒径大于350μm,表观密度为0.75～0.90g/cm~3,其耐压性大于40MPa,流散性好,对RDX的极限起爆药量为0.15g;并且,DDNP得率提高4%～8%,达到64%～65%(以苦味酸作为分母),产品的总废水量降为70～85kg/kg(以DDNP作为分母).     

RDX基复合含能微球的制备及表征

以硝化棉(NC)为粘结剂、黑索今(RDX)为主体炸药,采用喷雾干燥法制备了RDX/NC超细复合含能微球,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热法(DSC)对其进行了表征及热分析,并与RDX原料进行了对比;对喷雾干燥法细化的RDX/NC和RDX、水悬浮法包覆的RDX/NC、溶剂非溶剂法细化的RDX、RDX原料的撞击感度分别进行了测试。结果表明,RDX/NC复合含能粒子与RDX原料相比,形貌从块状变为球形,粒径从50~200μm减小至0.5~7μm,晶型无变化,但X射线衍射峰明显弱化,活化能从200.11kJ·mol-1降至186.87kJ·mol-1,热爆炸临界温度从504.98K升至507.70K。喷雾干燥细化、球形化和复合的RDX/NC球形粒子的撞击感度降低显著。     

喷雾干燥法中溶剂对RDX颗粒形貌和性能的影响

采用喷雾干燥法制备微米级球形黑索今(RDX)。研究了乙酸甲酯、乙腈、丙酮、丁酮4种低沸点溶剂对制备的RDX颗粒形貌和性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)分析了所得RDX颗粒的形貌和热分解特性,并测试了其撞击感度。结果表明:喷雾干燥法制备的RDX粒径为1~5m,其中以丁酮为溶剂喷雾干燥制备的RDX颗粒形貌最好,颗粒形状均为球形,分μ散均匀,颗粒表面光滑并且缺陷较少;与原料RDX相比,喷雾干燥法制备的RDX颗粒的撞击感度均明显降低,特性落高较原料RDX提高了2倍以上;热分析结果表明,喷雾干燥法制备的球形RDX热分解的表观活化能(E)和热爆炸临界温度(Tb)均有所降低,其中以乙酸甲酯为溶剂喷雾干燥制备的RDX的E和Tb分别降低了33.35kJ·mol-1和7.77℃。     

小尺寸LLM-105的重结晶控制方法研究

采用溶剂-非溶剂重结晶法研究了影响LLM-105晶体形貌和粒度大小的因素及影响觃律,选取浓硫酸为溶剂、水为反溶剂,采用反加法研究了溶剂反溶剂体积比、结晶温度、搅拌速度等主要因素对结晶形貌和粒度的影响。结果表明,在搅拌速度500r·min-1、溶剂非溶剂体积比2:15、结晶温度65℃的条件下,重结晶得到的LLM-105晶体形貌觃则,棱角圆滑,长径比在1~1.5之间,粒度均匀,粒度分布在1~10μm之间,平均粒径D50为4.48μm;放热峰温352.9℃,较原料提高了7.2℃,热安定性更好;机械感度降低,撞击感度和摩擦感度分别下降了80%和59%。     

溶胶-凝胶法制备RDX/SiO2传爆药薄膜技术研究

通过在二氧化硅(SiO_2)溶胶向凝胶转变过程中,依次加入黑索今(RDX)的丙酮-N,N-二甲基酰胺(DMF)混合溶液和氟橡胶(FPM_(2602))的乙酸乙酯溶液,采用提拉法和手工旋转涂抹法制备了白色半透明状质量分数为80%的RDX/SiO_2传爆药薄膜.结果表明,当正硅酸乙酯(TEOS)和乙醇摩尔比为1:4时,随醇水摩尔比的适当减小,膜的韧性降低并且成膜后RDX粒径变小;溶胶在60℃陈化时,随陈化时间增加,溶胶粘度由3 Pa-s增至凝胶点时的13 Pa·s,此时涂膜,所得薄膜表面平整.扫描电镜表明,在薄膜内部,300～500 nm的球状SiO_2黏附在RDX表面,形成3～5μm且星块状的RDX/SiO:复合膜单元,是一种新型的膜状传爆药.     

含水环己酮中RDX的结晶介稳特性

为获得高品质、粒度均匀的大颗粒黑索今(RDX)晶体,研究了RDX在含水环己酮混合溶液中的结晶介稳特性。利用光谱法测定RDX在该溶液中的平衡浓度和超溶解度,得到了RDX在该溶液中的结晶介稳区宽度,建立了平衡浓度和超溶解度模型。结果表明:当溶液温度升高时,RDX的介稳区宽度变窄。当含水量为8%时,在低温区和高温区的介稳区宽度均值分别为16.4℃和15.0℃,含水量为4%时,分别为19.1℃和14.0℃;当超溶解温度高于58℃、含水量从4%增加到8%时,溶液的介稳区更宽。利用获得的介稳特性,在介稳区间加入RDX晶种结晶生长得到了约2 mm的透明、表面圆润、接近球形的高品质RDX。     

RDX与Al混合体系的静电火花感度研究

为评价RDX与Al粉末在滚筒混合过程中的静电火花感度,采用尖端放电方法,测定RDX、RDX-Al混合物的静电火花感度,采用斜槽法测量了RDX、RDX-Al混合物的摩擦产生静电积累量.研究表明:RDX的不发生爆炸的最大静电火花能量为0.013 J,RDX-Al不发生爆炸的最大静电火花能量大于0.013 J;在1 m不锈钢滑槽内滑行过程中,RDX静电积累值的最大值约为-3.0～-5.0 μ/kg,此时能产生的最大火花能量为1.41×10~(-3) J,都小于RDX的不发生爆炸的最大静电火花能量0.013 J,发生50%爆炸所需的静电火花能量为0.288 J,发生100%爆炸所需的最小静电火花能量为0.577 J;RDX-Al静电积累量的最大值为1.20μC/kg,静电积累产生的电火花能量,不能直接引燃RDX-Al炸药粉末;加入3%～8%的石油醚和乙酸乙酯后,RDX-Al炸药静电积累值的最大值为1.50μC/kg,其可能产生的火花能量为1.23×10~(-4) J,此能量也小于石油醚和乙酸乙酯的最小点火能.     

RDX混合炸药的摩擦静电起电性能测定与分析

用斜槽法测量了RDX及RDX/Al混合物的摩擦产生静电积累量。研究表明,在1m不锈钢滑槽内滑行过程中,RDX得到电子,静电积累值与RDX质量成线性关系,静电积累值约为-3.0～-5.0μC.kg-1;RDX中加入铝粉后,静电的性质和积累量发生变化,静电积累量最大值由RDX粉体的-4.89μC.kg-1,变为RDX/Al粉体的1.19μC.kg-1,且随着铝粉的比例由20%提高到30%,RDX/Al混合粉体静电积累量由0.35～0.50μC.kg-1增加到0.70～1.20μC.kg-1;加入3%～8%的石油醚和乙酸乙酯后,RDX/Al炸药的静电积累值由0.50μC.kg-1提高到1.20～1.50μC.kg-1。     

硝酸重结晶法制备导爆管用黑索今研究

针对塑料导爆管对特殊粒度黑索今(RDX)的需要,采用硝酸重结晶法制备导爆管用RDX;分析了硝酸重结晶工艺中硝酸浓度、温度、搅拌等因素对结晶粒度的影响;确定了初始结晶母液的硝酸浓度。试验结果表明:通过控制工艺条件,可以使结晶出的RDX粒度得到控制;生产出的RDX产品费氏平均粒度分别为13~15μm和10~12μm;质量能满足使用厂家对RDX的要求。