高效液相色谱测定CL-20纯度

用外标法单点校正峰面积定量,准确测定不同合成路线及精制阶段的ＣＬ－２０纯度。方法的准确度和精密度能满足产品分析的要求,用外标法测ＣＬ－２０精度更加简便、适用。     

CL-20炸药性能研究

通过理论计算和基础试验，对高能量密度材料CL-20的主要性能进行了研究和测试，给出了CL-20的爆炸能量、机械感度以及耐热特性。试验表明，CL-20炸药的爆炸能量和机械感度高于HMX，耐热性与RDX相近。     

CL-20/RDX共晶炸药的制备与性能测试

为了研究六硝基六氮杂异伍兹烷/环三亚甲基三硝胺(CL-20/RDX)共晶炸药的性能,采用喷雾干燥法制备了质量比为1∶1的CL-20/RDX共晶炸药;通过扫描电镜(SEM)观察了共晶炸药的形貌;采用粉末X-射线衍射法与红外光谱法测试了共晶炸药的结构;采用差示扫描量热法(DSC)测试了共晶炸药的热性能;通过感度实验分别测试了共晶炸药的撞击感度与摩擦感度。结果表明,CL-20/RDX共晶呈球形,粒径在1～5μm; CL-20/RDX共晶的衍射图与CL-20和RDX的衍射图均不完全相同,衍射峰有明显的位移;CL-20/RDX共晶炸药的热分解温度为222.8℃,比CL-20低30℃左右,比RDX低20℃左右,说明共晶的生成对其热性能有较大影响;CL-20/RDX共晶炸药的撞击感度为76%,特性落高为26.9cm,摩擦感度为64%,其机械感度较CL-20有大幅降低,表明共晶炸药的感度显著降低,安全性能得到明显提高,进一步说明共晶在含能材料改性和降感方面的优势。     

CL-20/FOX-7共晶的分子动力学模拟

依据共晶形成的氢键规则,搭建了7种CL-20/1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)共晶模型;采用分子动力学(MD)模拟研究了CL-20/FOX-7共晶形成的可能性;通过径向分布函数(RDF)考察了共晶模型内分子的相互作用力;采用X-射线粉末衍射(XRD)模拟分析了共晶模型与纯组分间衍射峰的区别。结果表明,FOX-7和CL-20分子间存在较强的氢键和范德华力,7种共晶模型的结合能大小顺序为:Eb(1 0 1)Eb(1 1-1)E_b(随机晶面)E_b(0 1 1)E_b(0 0 2)E_b(1 1 0)E_b(1 0-1);7种共晶模型的分子间作用力以FOX-7取代CL-20(1 0 1)、(11-1)晶面较强;7种共晶模型的XRD衍射峰相较纯组分CL-20或FOX-7区别较大。据此推测在制备CL-20/FOX-7共晶过程中,FOX-7取代CL-20(1 0 1)晶面的共晶模型易于形成。     

CL-20及其类似物的质谱裂解途径

研究了 CL - 2 0、一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷 (MAPN)及二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷 (DATN)的化学电离质谱 (CI-MS)和场解吸质谱 (FD- MS)。以上三物质在两种质谱方式下均表现出以保持笼型骨架完整的脱硝基和脱乙酰基为共同特征的裂解规律     

CL-20的毒性及生物降解研究进展

六硝基六氮杂异伍兹烷(Hexanitrohexaazodoxane, CL-20)是一种新型的高能化合物,因优越的性能被广泛应用于军事和工业中,其在制造、组装以及爆炸后可进入环境,对土壤、沉积物和水造成污染,进而对环境和人类健康产生潜在的影响,因此CL-20带来的健康与环境危害也越来越受关注。该综述将从毒性与生物降解两方面对近年来CL-20的研究资料进行概述,为深入研究CL-20毒性机制奠定基础,促进含能材料的绿色合成与使用。     

镧系金属磺酸盐催化剂在CL-20合成中的应用

针对N_2O_5/HNO_3硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)合成六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)反应时间长、收率低的缺点,以甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、2-萘磺酸及三氟甲磺酸的镧系金属盐为催化剂,通过N_2O_5/HNO_3硝化TAIW合成CL-20;研究了镧系金属磺酸盐种类和用量、反应时间、循环利用次数对CL-20收率和纯度的影响。结果表明,金属钐的磺酸盐具有较好的催化性能,其中对甲苯磺酸钐(Sm(Tos)3)催化性能最优;当反应温度为65~75℃,反应时间为4h,投料比m(Sm(Tos)3)∶m(TAIW)∶m(N_2O_5)∶V(HNO_3)=0.3g∶3g∶4g∶15mL时,CL-20收率为95.2%,纯度为98.6%;重复使用5次后,催化性能无明显降低。     

CL-20/FOX-7/蜡复合粒子的制备及性能研究

为了提高六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的安全性,采用水溶液-悬浮法将FOX-7、微晶蜡包覆在CL-20表面,制备了4种包覆样品;采用扫描电子显微镜法(SEM)、X-射线衍射法(XRD)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、X射线光电子能谱法(XPS)、差示扫描量热法(DSC)、感度测试法对其微观形貌、晶型、结合方式、包覆效果、耐热性、摩擦感度进行了系统测试分析。结果表明,4种包覆样品均为物理复合,CL-20晶型未发生改变,其中水悬浮法制得的CL-20/FOX-7混合物与机械混合物相比,CL-20表面存在更多的FOX-7粒子,其包覆率为49.83%,热分解峰温为242.79℃,摩擦感度的临界载荷为168N;在混合物中加入微晶蜡后,复合粒子呈类球形,CL-20晶体几乎无外露,但微晶蜡加入的方式对复合粒子性能有较大影响,蜡外包样品的包覆率为64.73%,热分解峰温244.98℃,摩擦感度的临界载荷为360N,较蜡内包样品包覆率提升了5.03%,热分解峰温提升了2.31℃,摩擦感度的临界载荷提升了144N。表明采用FOX-7、微晶蜡可共同对CL-20进行包覆改性,且蜡外包的样品综合性能最好。     

高能量密度化合物CL-20的合成和制备工艺进展

回顾了高能量密度化合物CL-20问世20年来合成和制备工艺进展;介绍了缩合、脱苄、硝解、转晶四步法的研究成果,评述了合成CL-20的三步法新工艺。该工艺采用其他伯胺替代苄胺,与α,β-二羰基衍生物缩合后直接硝解,省去了氢解的步骤,工艺相对简单,成本有可能降低。     

CL-20的合成及应用

概述了高能量密度化合物CL-20的合成及其在高性能固体推进剂、高性能混合炸药、低信号特征推进剂、高燃速推进剂和高性能火炮发射药等技术领域的研究进展,并对其应用前景进行了展望。     

CL-20/HMX无规作用及共晶作用的理论计算

为了对比六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)/环四亚甲基四硝铵(HMX)炸药分子间的无规作用及共晶作用,基于密度泛函理论(DFT),在B3LYP方法上使用6-311++G(d,p)基组优化得到了4种CL-20/HMX无规构型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),对4种无规构型的几何结构、静电势、能量及电子密度拓扑进行了分析;利用分子动力学方法计算了共晶结构中H原子和O原子的径向分布函数;计算了不同摩尔比CL-20/HMX共晶的密度及爆速。结果表明,4种CL-20/HMX的无规构型存在氢键相互作用,氢键键长在0.274 2~0.296 4nm之间;4种无规构型的稳定性排序为:ⅣⅢⅡⅠ,构型的稳定性主要取决于氢键的数量和键长;4种无规构型在键临界点BCP处的电子密度ρ(r)大小排序为:ⅣⅢⅡⅠ,CL-20和HMX分子之间不仅存在H…O以及H…N形式的氢键相互作用,还存在N…O和C…O形式的范德华作用;共晶结构中CL-20与HMX的相互作用主要有氢键和强范德华力,氢键键长为0.22nm;CL-20/HMX共晶(摩尔比2∶1)的理论密度为2.003g/cm~3,理论爆速为9 608m/s。     

分子动力学模拟研究温度对ε-CL-20结晶晶体形貌的影响

为了研究温度对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)在乙酸乙酯/三氯甲烷体系中结晶时晶体形貌的影响,采用分子动力学模拟方法,使用修正后附着能模型计算了CL-20晶体能量和晶习,对比了不同温度(293、303、313、323、333K)下CL-20晶体形貌模拟结果与实验结果。结果表明,温度可以显著改变CL-20晶体形貌;随着温度升高,CL-20晶体形貌趋于非球形化,293K下可以获得球形化程度更好的CL-20晶体;温度对不同晶面影响程度不同,(2 0 0)、(0 1 1)、(2 0-1)晶面生长易被温度影响,附着能绝对值较大,晶面生长速率快,在CL-20晶体表面面积占比减小,最终在CL-20晶体中无法保留;当温度为333K时,对(2 0-1)晶面的附着能影响较大,最终使该晶面在CL-20形貌中显露。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的机械撞击感度

用不同工艺条件将γ-HNIW转晶为ε-HNIW,得到不同晶癖的ε-HNIW;采用不同包覆剂对ε-HNIW进行包覆研究,得到了表面改性的ε-HNIW;对两类样品进行了机械撞击感度研究。结果表明,近似平行四边形、颗粒较均匀、碎晶少的样品感度最低;颗粒细小、细针状、碎晶多的HNIW样品感度高,石蜡、丁腑橡胶可良好钝感HNIW,聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯一苯乙烯共聚物包覆的样品的感度较高。     

国外六硝基六氮杂异伍兹烷的发展现状

综述了国外合成六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）方法及美国、法国、日本等国家的工业化生产能力。介绍了CL-20在高性能炸药、固体推进剂和发射药配方中的应用情况，包括LX～19、PAX-12、PAX-11、PAX-29、DLE—C038和PBXW-16等CL-20基炸药。附参考文献21篇。     

CL-20晶型转变行为及转晶机理研究进展

从六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20,HNIW)的晶型特征、转晶方式、转晶影响因素、转晶机理等4个方面总结了其晶型转变的国内外研究进展。指出影响CL-20转晶的因素主要有溶剂、温度等;转晶的方向主要由各种晶型之间的吉布斯自由能决定;转晶机理主要通过Ostwald规则和溶液介导相变(SMPT)两个方面进行解释。指出今后转晶研究发展的重点是转晶的热动力学和抑制技术。附参考文献45篇。     

高聚物黏结ε-HNIW混合炸药的制备及其感度

为改善原料HNIW(CL-20)的结晶品质并降低其机械感度,采用水悬浮工艺对重结晶制备的ε-CL-20进行了包覆.结果表明,原料CL-20呈多晶型,粒径不均,机械感度与PETN相当;在室温条件下,用乙酸乙酯-石油醚对原料CL-20进行重结晶可制备出晶形规整、粒径均匀的高品质ε-CL-20晶粒,撞击感度较原料略有降低;采...     

二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷分子和晶体结构

测定了制备CL－20的中间体二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷（DATN）的晶体结构,发现其分子中两个乙酰基处于笼子的一个七元环上,因而可以认为DATN的生成是个高度立体选择性反应。     

国外六硝基六氮杂异伍兹烷的发展现状

综述了国外合成六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)方法及美国、法国、日本等国家的工业化生产能力.介绍了CL-20在高性能炸药、固体推进剂和发射药配方中的应用情况,包括LX-19、PAX-12、PAX-11、PAX-29、DLE-C038和PBXW-16等CL-20基炸药.附参考文献21篇.     

一种新型CL-20/TKX-50共晶炸药的制备、表征和性能研究

为降低六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的感度,通过溶剂-非溶剂法制备了CL-20和1,1′-二羟基-5,5′-联四唑二羟胺盐(TKX-50)共晶炸药;通过Materials Studio 5.0软件分析了CL-20和TKX-50分子的表面静电势,并预测了共晶分子间可能的非共价键作用;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外(IR)和拉曼光谱(Raman)对其形貌和结构进行了表征;采用DSC测试了其热性能,并测试了其撞击感度,预测了其爆轰性能。结果表明,制备的CL-20/TKX-50共晶呈扁平的片状形貌;XRD、IR和Raman谱图中出现峰的生成、消失、偏移和强度的改变,证明有新的晶格结构形成;升温速率8℃/min下,CL-20/TKX-50共晶的主要热分解峰温为222.8℃,与CL-20、TKX-50的热分解峰温240.3、234.9℃相比,分别提前了17.5℃和12.1℃,明显区别于具有两个放热过程的CL-20/TKX-50混合物的热分解行为;CL-20/TKX-50共晶炸药的感度显著低于原料CL-20,同时也优于β-HMX,说明其具有良好的安全性能;CL-20/TKX-50共晶的预测爆速和爆压分别为9264m/s和43.8GPa,较CL-20均略微下降,但和β-HMX相比,爆轰性能明显提高。表面静电势能和建模分析均表明,CL-20中—NO2的O与TKX-50中—NH+3的H之间易于形成氢键。