Preparation and Performance of a BTF/DNB Cocrystal Explosive

An energetic cocrystal containing benzotrifuroxan (BTF) and 1,3‐dinitrobenzene (DNB) in 1 : 1 molar ratio was prepared by slow evaporation of solvent. The structure of the cocrystal was determined by single crystal X‐ray diffraction (XRD). It belongs to the monoclinic crystal system with space group P2₁/c. The performance of the cocrystal was evaluated on the basis of thermolysis, impact sensitivity, and detonation properties. Differential scanning calorimetry (DSC) revealed that the cocrystal has a melting point of 130 °C, which is an increase of 38 °C compared to pure DNB; the decomposition temperature is similar to that of pure BTF. The cocrystal exhibits an impact height with 50 % ignition probability of 88 cm, suggesting a substantial reduction in impact sensitivity compared to pure BTF. Furthermore, the cocrystal is predicted to have a detonation velocity of about 7373 m s⁻¹ and a detonation pressure of about 24 GPa, respectively, indicating excellent detonation performance.     

Preparation and Performance of Nano HMX/TNT Cocrystals

Cocrystals of 1,3,5,7‐tetranitro‐1,3,5,7‐tetraazacyclooctane (HMX) and 2,4,6‐trinitrotoluene (TNT) with high energy and low sensitivity were obtained by a spray drying method. Scanning electron microscopy (SEM), X‐ray diffraction (XRD), and Fourier Transform Raman spectroscopy (FT‐Raman) were used to characterize the raw materials and cocrystals. Impact sensitivity and thermal decomposition properties of the cocrystals were tested and analyzed. The results show that microparticles prepared by the spray drying method are spherical in shape and 1–10 μm in size. The particles are aggregates of many tiny cocrystals, ranging from 50 nm to 200 nm. The formation of cocrystals originates from the N O ⋅⋅⋅ H hydrogen bonding between  NO₂ (HMX) and  CH₃ (TNT). Compared with raw HMX, the impact sensitivity of the cocrystals reduces obviously and it is much harder to decompose the cocrystal thermally.     

A Novel Cocrystal Explosive of HNIW with Good Comprehensive Properties

In order to improve the safety of the high explosive 2,4,6,8,10,12‐hexanitrohexaazaisowurtzitane (HNIW), we cocrystallized HNIW with the insensitive explosive DNB (1,3‐dinitrobenzene) in a molar ratio 1 : 1 to form a novel cocrystal explosive. Structure determination showed that it belongs to the orthorhombic system with space group Pbca. Therein, layers of DNB alternate with bilayers of HNIW. Analysis of interactions in the cocrystal indicated that the cocrystal is mainly formed by hydrogen bonds and nitro‐aromatic interactions. Moreover, the thermal behavior, sensitivity, and detonation properties of the cocrystal were evaluated. The results implied that the melting point of the cocrystal is 136.6 °C, which means an increase of 45 °C relative that of pure DNB. The predicted detonation velocity and detonation pressure of the cocrystal are 8434 m s⁻¹ and 34 GPa, respectively, which are similar to that of the reported HNIW/TNT cocrystal, but its reduced sensitivity (H₅₀=55 cm) makes it an attractive ingredient in HNIW propellant formulations.     

粗制TNT在工业炸药中的应用研究

采用了一种新的制备方法，将粗制TNT应用于工业炸药中，对其制成品的爆轰性能进行了测定，实验证明粗制TNT可制备出性能可靠的工业炸药。     

CL-20/TNT共晶炸药热分解机理的原子模拟

利用反应力场(ReaxFF)分子动力学方法,研究了CL-20/TNT共晶高温热分解的反应动力学过程与温度和密度的关系;分析了势能和物种数量的演化分布及CL-20和TNT热分解反应的衰减动力学和反应动力学参数。产物识别分析表明,CL-20上-NO_2键的断裂是共晶热分解的初始反应路径。随着共晶密度的增加,CL-20和TNT分解的反应能垒均升高。TNT的分解过程对CL-20的分解有抑制作用。N2、H2O、CO_2为共晶热分解的最终产物,产生速率大小依次为N2H2OCO_2。     

TATB/HMX共晶炸药的制备及性能研究

采用溶剂/非溶剂法,在超声辅助的情况下,制备了TATB/HMX共晶炸药;探究了TATB/HMX共晶技术的影响因素;计算了TATB/HMX共晶炸药的理论密度和理论爆速;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描热量法(DSC)对其进行表征和热分析,并测试了其撞击感度。结果表明,制备TATB/HMX共晶的最佳工艺条件为:以[Emim]Ac/DMSO为复合溶剂,TATB和HMX投料比(摩尔比)为3∶7,温度为80℃,搅拌速率为500r/min;与原料相比,TATB/HMX共晶分子在结构上发生改变;TATB/HMX共晶炸药颗粒大小约为2μm,形貌为六边形晶体;共晶炸药的热安定性优于原料HMX,其特性落高比原料HMX高74cm,撞击感度明显降低;理论密度为1.891g/cm~3,理论爆速为8.758km/s,表明其爆炸性能良好。     

CL-20/DNT共晶炸药的制备及其性能研究

以丙酮为溶剂,通过蒸发结晶法制得六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)/二硝基甲苯(DNT)共晶炸药。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重/差示量热法(TGA/DSC)研究了共晶炸药的形貌、结构和热分解特性,测试了CL-20/DNT共晶炸药的机械感度和5s爆发点温度,并计算了其爆轰性能。结果表明,共晶炸药的微观形貌不同于原料CL-20,呈条状晶体;衍射峰明显不同于CL-20/DNT物理混合物的衍射峰,表明有新物相生成。在DSC曲线上,CL-20/DNT共晶几乎没有DNT的熔化吸热峰,而CL-20/DNT物理混合物中有明显的熔化峰,且二者的放热峰峰形和峰位不同;与原料CL-20相比,共晶炸药的分解峰温提前了21℃,放热量(ΔH)和最大热流量(Qmax)分别增加了39%和104%。与CL-20/DNT物理混合物相比,共晶炸药的5s爆发点温度和表观活化能分别增加3.9℃和65.7kJ/mol,撞击感度降低88.9%,摩擦感度降低40%,说明共晶炸药热稳定性增强。CL-20/DNT共晶炸药的理论爆速达到8 340m/s。     

不同温度下铵梯油炸药中TNT的准确测定

提出了在岩石粉状铵梯油炸药组分分析中，试验温度对TNT测定的影响，从而间接地影响复合油相含量的确定值。通过绘制不同温度下TNT工作曲线．证明随着温度的升高，曲线的斜率减小。因此，平常室温下测得的吸光度值，必须校准到制作工作曲线相对应温度下的吸光度值，才能测得准确的TNT含量。     

TNT爆炸物传感/检测器件的研究进展

目前所研究的TNT传感器种类繁多,主要有荧光量子点型、共轭聚合物型、电化学型和分子印迹型,他们检测TNT的机理各不相同,也各有所长.将荧光检测技术与电化学检测技术以及分子印迹技术联用能够大大提高传感器的特异性检测能力.     

Steven试验中含TNT类炸药的响应特性

为了研究不同尺寸下含TNT类炸药在撞击作用下的安全性能,用2 kg弹丸分别对TNT炸药以及不同尺寸B炸药进行Steven试验,并用锰铜压力计测试了样品的压力变化过程,用高速摄像机记录了点火反应过程,用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了TNT炸药和B炸药的响应规律。结果表明,Steven试验中B炸药的尺寸变化对射弹起爆速度阈值有显著影响,随着B炸药厚度的增加,其射弹起爆速度阈值随之降低,反应超压增加。     

紫外分光光度法测定混合炸药中TNT含量

为准确获取混合炸药中TNT含量,以无水乙醇为溶剂,超声波辅助溶解样品,用紫外-可见光分光光度计在紫外光谱区测试混合炸药中的TNT含量。结果表明,在335nm波长不使用显色剂的情况下,测试结果的重复性和准确度分别为0.021%和1.0%。模拟样品的回收率大于97%。在新建立的条件下,混合炸药中TNT含量的测试方法准确、快速、稳定性好,能有效提高工作效率。     

溶剂萃取法回收废旧梯黑铝炸药中的RDX和铝粉

利用混合炸药中TNT和RDX在溶剂中溶解度的差异,首先用甲苯萃取出梯黑铝炸药中的TNT,然后分别以丙酮和二甲基亚砜为溶剂,经萃取、冷却结晶,过滤得到RDX。用SEM和DSC对回收RDX进行形貌表征和热分析,用XRD对回收铝粉进行物相分析。结果表明,丙酮和二甲基亚砜中重结晶回收RDX的纯度分别为98.4%和97.8%,撞击感度分别为76%和84%,丙酮重结晶回收RDX晶体质量优于二甲基亚砜重结晶回收的RDX。回收RDX与原料RDX的特征温度基本相同,热安定性良好;回收的铝粉不含炸药,无明显氧化。     

密度分级法分离废旧梯黑铝炸药中的RDX与铝粉

为了研究分离回收废旧梯黑铝炸药中各成分的高效低成本的物理方法,采用控温离心和控温水洗结晶,回收梯黑铝炸药中的TNT组分;再根据RDX与铝粉的密度差异,使用密度分级法,分离RDX与铝粉,优化了分离条件,对回收物质进行DSC和XRD表征,并测试其撞击感度。结果表明,在密度为2.0g/cm3的溴化锌溶液中,控温30℃、离心转速2500r/min等条件下,回收RDX和铝粉回收率分别为67.6%和86.5%,纯度分别为77.2%和94.6%;回收的RDX热安定性良好,存在少量铝粉和TNT与RDX的共熔物,且基本没有独立存在的TNT组分,其撞击感度为90%;回收铝粉中含有微量氧化铝粉和炸药成分;两种回收物组分中均不含溴化锌。该物理方法可有效实现废旧梯黑铝炸药各组分的高效绿色回收。     

2号岩石粉状铵梯油炸药结块硬化的原因分析

从原材料水分、装药温度、半成品吸湿性与成品水分,在不同温度下的成品储存等方面,探讨２号岩石粉状铵梯油炸药结块硬化的原因。     

石墨烯/聚乙烯高性能复合材料的制备与性能表征

采用液相超声分散热压制备了氧化石墨烯/聚乙烯(GO/PE)复合材料,研究了GO的微观结构,及GO/PE复合材料的热稳定性、力学性能、显微硬度及耐摩擦性能。对比纯PE与GO/PE复合材料可以发现,添加GO,复合材料的热稳定性、力学性能、显微硬度和耐磨性能有了明显提高,显微硬度的增加减少了PE及其复合材料与金属表面的有效接触面积,提高了材料的摩擦性能。     

低梯粉状炸药专用蜡的研制

根据低梯粉状炸药专用蜡的质量指标,以石油蜡副产的含油蜡作为专用蜡的原料,在正交实验的基础上,利用DPS数据处理系统确定出低梯粉状炸药专用蜡的原料配比。在此基础上,加入3％复合剂A配制成低梯粉状炸药专用蜡。工业实验表明,各项指标完全符合低梯粉状炸药要求。利用副产的含油蜡研制低梯粉状炸药专用蜡成本较低,具有较强的市场竞争力,对我国石蜡基原油生产企业具有一定的推广意义。     

不同组分比的HMX/DMI共晶炸药结构与性质的理论研究

利用分子动力学,研究了分子摩尔比对HMX/DMI共晶炸药几个重要晶面成键能的影响,对于不同分子的摩尔比的力学性质也进行了估算,借助M06-2x/6-311+G(2df,2p)方法对HMX/DMI复合物的溶剂效应也进行了研究。计算结果表明,(020)和(100)取代基模型具有最高的成键能和稳定性,1∶1和2∶1的化合物最稳定且具有最高的力学性能。分子间相互作用能和N–NO_2键离解能的变化对HMX/DMI共晶炸药的稳定性有较大影响。制备稳定的HMX/DMI共晶炸药应选用较低介电常数作溶剂。     

HMX/ANPZO共晶炸药的制备及表征

运用分子动力学方法,计算了1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮环杂辛烷(HMX)分子、2,6-二氨基-3,5-二硝基-吡嗪-1-氧(ANPZO)分子以及HMX/ANPZO共晶分子的分子间作用力、结合能和内聚能密度。通过气相扩散法制备了HMX/ANPZO共晶炸药,用红外光谱(IR)、差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)表征了其结构,并测试了其机械感度。结果表明,HMX/ANPZO共晶分子间的相互作用力大于HMX分子间以及ANPZO分子间的相互作用力。与HMX和ANPZO相比,HMX/ANPZO共晶炸药的晶体结构和热分解特性变化较大,特性落高为59cm,与HMX相比提高了96.7%;理论爆速达9 060m/s。     

印迹材料PEI/TiO_2对TNT吸附性能的研究

以红外光谱、透射电镜及X射线能谱等手段对合成的印迹聚合物的表面形貌和吸附性能进行了表征。结果表明,在吸附动力学中,前2h内吸附量迅速增加,此后缓慢增加,3h后基本达到吸附平衡;吸附行为属于单分子层的吸附,符合Langmiur吸附;温度越高吸附容量越小,说明吸附过程为放热过程;印迹材料具有良好的脱附性能与重复使用性能。     

梯黑铝混合装药提取铝的反应动力学研究

采用"颗粒不变收缩芯模型"研究了梯黑铝装药中Al的酸解反应动力学行为,考察了反应温度、硫酸浓度及炸药粒度对反应速率的影响。结果表明,A l的酸浸过程符合动力学方程g(x)=1-(1-x)1/3=kt,为化学反应控制类型,表观活化能为42.392 kJ/mol。在此基础上,经线性回归分析,发现表观反应速率常数k与硫酸初始浓度C0及炸药粒径1/r20成正比例关系。