喷雾干燥工艺条件对HMX/F_(2602)核壳复合微球粒度的影响

采用悬浮喷雾干燥法将偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(F_(2602))包覆于HMX颗粒表面,制备了HMX/F_(2602)核壳复合微球。采用共混溶液喷雾干燥法制备了HMX/F_(2602)复合微球。探讨了进口温度、进料速率和料液浓度等悬浮喷雾干燥工艺条件对HMX/F_(2602)核壳复合微球粒度的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪和撞击感度仪表征了两个样品的形貌、粒度和撞击感度。结果表明,悬浮喷雾干燥法的优化工艺条件为:入口温度85℃,进料速率3 m L·min~(-1),料液浓度2%。HMX/F_(2602)复合微球有内部缺陷,中值粒径为4.75μm。HMX/F_(2602)核壳复合微球为实心球状,中值粒径1.23μm。HMX/F_(2602)复合微球和HMX/F_(2602)核壳复合微球的撞击特性落高分别为31.23 cm和41.37 cm,显示HMX/F_(2602)核壳复合微球有更好的性能。     

高固含量NTO的连续流合成及性能表征

为改善3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)釜式硝化工艺的高放热安全风险、间歇合成效率低的问题,依据NTO硝化合成不同阶段的反应体系特点与动力学特征,设计了针对高固含量体系的连续流反应装置系统。以2,4-二氢-1,2,4-三唑-5-酮(TO)为原料,结合微通道反应技术与管式反应技术实现了NTO连续流合成,并优化了连续流合成工艺条件及装置。在硝化反应温度为45℃、反应停留时间为9 min,物料摩尔比n(TO):n(HNO₃)=1:6的条件下,以81.4%的收率合成了NTO,纯度99.53%。利用核磁(NMR)、元素分析(EA)、红外(FTIR)等结构分析方法确认了合成产物结构,采用粉末X射线衍射(XRD)、热质联用(TG-DSC)、BAM感度仪、偏光显微镜对连续流合成产物和釜式合成产物进行了性能表征与对比。结果表明,在10℃·min^-1的升温速率下,其热分解峰温为276.23℃,热分解过程质量损失为85.12%,撞击感度大于40 J,摩擦感度大于360 N。与釜式合成NTO相比,连续流合成NTO的热分解峰温提高2.95℃,热分解过程质量损...     

喷雾干燥法制备球形HMX的正交实验

以丙酮为溶剂,采用L_9(3~4)正交实验优化了喷雾干燥制备球形HMX的工艺条件。利用扫描电镜(SEM)对优化条件下所得的球形HMX进行了表征。采用评分法定量分析了其形貌。结果表明,球形HMX的最优制备条件为:入口温度70℃,进料速率1.5 mL·min~(-1),喷雾气体流速473 L·h~(-1),质量分数1.5%。最优制备工艺条件下所得HMX颗粒的中值粒径为997.56 nm,晶型为β型。与HMX原料相比,球形HMX的撞击感度的特性落高提高28.21 cm。     

3-硝基-124-三唑-5-酮自催化分解反应特性与热安全性研究

通过动态差示扫描量热实验研究了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）的热行为,得到其热分解反应曲线。利用中断回归法、瑞士方法研究了NTO的自催化热分解反应特性,并通过等温实验进行验证。基于NTO的热分解反应曲线数据,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_a. 结果表明：在升温速率分别为2 ℃/min、5 ℃/min、10 ℃/min、20 ℃/min条件下,NTO的起始分解温度为249.4~ 271.2 ℃, 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值温度;在反应不同阶段,NTO具有不同的活化能,其绝热诱导期为8 h和24 h时对应的温度T₈和T₂₄分别为166.1 ℃和152.1 ℃.     

3,3’-二氨基-4,4’-偶氮呋咱基炸药的粒度控制及安全性能研究

为了获得性能良好的3,3’-二氨基-4,4’-偶氮呋咱(DAAz F),采用低温滴加重结晶细化方法得到了亚微米级DAAz F,并采用水悬浮法制备了DAAz F/Viton A聚合物粘结炸药(PBX)。对样品的形貌、结构、热性能进行表征分析,并计算其表观活化能。结果表明：在溶剂温度为0°C条件下制备的DAAz F的粒径最佳,且粒径小于35°C和50°C下制备的DAAz F;DAAz F基PBX (650μm)的表观活化能为182.68k J·mol^-1,比原料DAAz F具有更好的热稳定性。     

NTO·（3，5-DATr）含能离子盐和NTO/IMZ含能共晶的制备、晶体结构及性能

为改善钝感炸药3?硝基?1,2,4?三唑?5?酮(NTO)的酸性,将NTO分别与3,5?二氨基?1,2,4?三唑(3,5?DATr)、咪唑(IMZ)反应,制备得到了NTO·(3,5?DATr)含能离子盐(Ⅰ)和NTO/IMZ含能共晶(Ⅱ)。通过溶剂挥发法培养得到了单晶,利用X?射线单晶衍射仪确定了其晶体结构。晶体Ⅰ属于单斜晶系,空间群为P21/c,Mr=229.19,晶胞参数a=3.5687(7)?,b=17.245(3)?,c=14.655(3)?,β=93.79(3),V=899.9(3)?³,Z=4,D_c=1.692 g·cm^-3;晶体Ⅱ属于正交晶系,空间群为Pbcn,Mr=207.17,晶胞参数a=16.9398(16)?,b=5.6802(5)?,c=17.9111(19)?,V=1723.4(3)?³,Z=4,D_c=1.597 g·cm^-3。采用差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TG)研究了其热分解行为,结果表明二者均具有良好的热稳定性。运用Gaussian 09程序对化合物结构进行优化并计算其生成焓,用EXPLO 5软件对二者的爆速和爆压进行了评估(Ⅰ:D=7662.3 m·s^-1,p=21.0 GPa;Ⅱ:D=6490.2 m·s^-1,p=14.6 GPa)。采用BAM方法测试了其机械感度,结果表明,二者均对撞击和摩擦钝感(IS>40 J,FS>360 N)。利用pH计测试了化合物标样的pH值,在0.01 mol·L^-1的标准溶液中NTO,Ⅰ和Ⅱ的pH值分别为2.92(22.8℃),4.10(22.7℃),4.98(22.8℃),表明盐和共晶的形成在一定程度上改善了NTO的酸性。     

新型四唑-5-甲酰肼高氯酸镍高氮含能配合物的合成与性能

寻找绿色低毒的无铅起爆药一直是含能材料的重要研究方向，本研究以1H-四唑-5-甲酸乙酯为原料通过肼解反应、配位反应合成了新型四唑类配体1H-四唑-5-甲酰肼(TZCA)及其高氯酸镍配合物Ni(TZCA)₂(ClO₄)₂(ECCs-1)，通过X-射线单晶衍射、红外光谱、核磁、元素分析、热重及同步热分析仪对其进行了结构表征和热分解性能测试；采用氧弹量热法测试了ECCs-1的燃烧热并采用盖斯定律和K-J方程预测了其爆轰性能；采用BAM方法测试了ECCs-1的感度；烤燃实验和铅板测试表征其起爆性能。结果表明，TZCA密度为1.83 g·cm^-3，单斜晶系，C2/c空间群，堆积方式为V型交错堆积，ECCs-1粉末密度为1.90 g·cm^-3，撞击感度为17 J，摩擦感度为72 N，热分解温度为336℃，其热分解反应活化能为183.3 kJ·mol^-1，热爆炸临界温度为309.8℃，活化熵为46.745 J·K^-1·mol^-1     

喷雾干燥前驱体纳米Al悬浮液的制备及分散稳定性

为制备具有良好分散稳定性的喷雾干燥前驱体纳米Al悬浮液,采用机械搅拌和超声分散两种分散方法制备了纳米Al悬浮液,研究了纳米Al粉在主炸药黑索今(RDX)溶液中的分散稳定性。利用紫外可见分光光度计研究了分散速度、分散时间、超声时间、悬浮液质量浓度、分散温度、纳米铝粉的粒径等对悬浮液分散稳定性的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)分析了喷雾干燥后样品的形貌。结果表明:选择粒径为50～100 nm的铝粉,当分散速度为400 r·min~(-1),分散时间为30 min,超声时间为3～10 min,悬浮液质量浓度为1%,分散温度为25℃时,悬浮液的吸光度值最大,分散稳定性达到最佳。     

丙酮重结晶超细化NTO的晶形及粒度控制研究

采用丙酮重结晶超细化NTO方法,将NTO溶于丙酮,通过快速真空蒸馏使NTO重结晶.研究了不同温度、真空度、溶液浓度等因素对重结晶NTO晶形和粒度的影响,并用热力学和动力学理论进行了分析.结果认为:温度、真空度和溶液浓度通过影响溶液过饱和度而影响NTO的粒径,同时温度是决定NTO晶形的主要因素.利用扫描电镜(SEM)和动态光散射法(SDP)对结果进行表征,其平均粒径小于1μm,粒度分布均匀,为立方型NTO晶体.撞击感度试验表明超细化后NTO的撞击感度明显降低.该细化过程简单、环境友好.     

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。