可用于乳化炸药的Gemini表面活性剂水溶液聚集形态模拟研究

利用Material Studio 4.3中的颗粒耗散动力学(DPD)方法对可用于乳化炸药的不同结构Gemini表面活性剂在水中的聚集体形态进行了模拟.模拟结果表明:联接基的结构对Gemini表面活性剂聚集体形态影响较大.随着表面活性剂浓度的增加,聚集体由球形向棒状再向层状转变;随疏水链长度增加,容易形成大而致密的胶束...     

NTO晶体生长:从分形结构到立方结构

用扫描电镜研究了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)溶液在玻璃基片上挥发结晶行为,观察到随着NTO溶液的初始浓度升高,其晶体形貌从分形结构转变为立方状结构,并用扩散受限模型(DLA) 解释这一现象.通过傅立叶红外光谱(FTIR)和X射线粉末衍射(XRD)研究表明,分形结构和立方结构的NTO晶体属于同一种晶型,晶体形貌的改变并未造成NTO晶型的转变,仅分形结构的NTO晶体呈现了一定的择优取向,某些晶面出现优势生长.     

RDX为基的PBX炸药压制过程损伤形成研究

黑索今(RDX)属于非补强性填料,与黏结剂的结合效果差,当其受到载荷作用时,黏结剂与RDX间的界面结合容易被破坏,黏附失效而导致黏结剂从固体颗粒表面脱离,容易出现产品缺陷,影响产品性能.为深入了解RDX为基的高聚物粘结炸药(PBX)压制过程的损伤形成规律,对以RDX为基的两种炸药配方进行压制实验,研究了压制条件及黏结剂选择等因素对炸药成型性能的影响规律.结果表明:控制降温速率、采取分段保压的方法可有效抑制炸药件内部损伤的形成;选择适当的黏结剂对提高RDX为基的PBX炸药压制件的成型性能具有重要作用,丙烯腈丙烯酸酯黏结剂与RDX之间的黏附性能要比F_(2311)好,该炸药配方压制出的炸药柱各方面性能良好,而以F_(2311)为黏结剂的炸药配方压制出的炸药柱不能满足使用要求,存在较大的质量缺陷.     

分形结构NTO晶体的制备及表征

采用在玻璃基片上溶剂挥发结晶的方法制备出了具有分形结构的树枝状3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)晶体,并通过SEM、FHR、XRD、TG-DSC等对这种结构的晶体进行了分析表征.结果表明:这种分形结构的NTO晶体与溶液中重结晶的立方状NTO同属于a晶型,分形结构的NTO晶体呈现了一定的择优取向,且这种分形结构的NTO晶体未对其热性能造成明显的影响.     

一种基于分形的RDX感度计算方法

火炸药的感度一般通过其表面形貌和分子结构来计算,但火炸药微粒的表面形貌极不规则,分子结构复杂多样,采用此种方法计算感度复杂度高,且结果不稳定。为解决该问题,本研究以分形理论为基础,结合图像处理技术对两种不同制备方法的RDX表面粗糙度进行了定量分析,并将感度的试验测试结果与表面分维数进行了对比。结果表明,分形维数越大,其表面越粗糙,RDX的感度在一定程度上随着其表面分维数的增大而增大。     

干燥方式对RDX/RF复合含能材料结构性能影响

采用超临界干燥方式和冷冻干燥方式制得RDX/RF气凝胶和干凝胶.利用扫描电镜(SEM),BET比表面积分析,X射线粉末衍射(XRD),差示扫描量热法(DSC)对其结构进行了表征.结果表明: 超临界干燥方式得到的RDX/RF气凝胶具有典型纳米孔洞结构和高比表面积特性.冷冻干燥导致干凝胶骨架结构坍塌,比表面积显著降低.RDX/RF气凝胶中RDX的平均晶粒度在34～38 nm之间,干凝胶中RDX的平均晶粒度在50～100 nm之间.RDX/RF气凝胶和干凝胶的热分解峰分别提前了14～25 ℃和2～7 ℃.     

RDX/RF纳米结构复合含能材料的孔结构研究

在黑索今(RDX)/间苯二酚-甲醛树脂(RF)纳米结构复合含能材料制备的基础上,研究了RF气凝胶和RDX/RF纳米结构复合含能材料的孔结构,计算了含10%、30%、50%、70%、80%RDX的复合材料RDX/RF的比表面积、总孔体积、平均孔径,并对RF气凝胶和不同复合材料的吸附脱附等温线、中孔分布和微孔分布进行了比较。用扫描电子显微镜(SEM)对其微观形貌进行了表征,利用X射线粉末衍射仪(XRD)对复合材料中RDX颗粒的晶粒度进行了研究,在34~38 nm之间。研究表明:RDX/RF复合材料的孔径在50 nm以下,随RDX含量的增加,比表面积、总孔体积变小,平均孔径则变大;通过RF气凝胶和RDX/RF纳米复合含能材料的吸附脱附等温线、中孔、微孔分布以及中孔微分总孔体积、微孔微分总孔体积的变化比较,认为RDX的填充对气凝胶的中孔影响较大。     

表面活性剂的HLB值对HMX/聚氨酯基炸药油墨流变性能的影响

为研究表面活性剂的亲水疏水平衡值(HLB值)对炸药油墨流变性能的影响,选取Span-80和Tween-80两种非离子表面活性剂,调节其质量比配制出5组不同HLB值的混合表面活性剂,采用Brookfield(CPS)流变仪对添加表面活性剂的细化环四亚甲基四硝胺(HMX)/聚氨酯基炸药油墨进行粘度测试,并计算出非牛顿指数、屈服值及触变指数(TI值)。结果表明,未添加表面活性剂的炸药油墨的非牛顿指数为0.024,屈服值为467.08 Pa,TI值为36.82;表面活性剂的加入能够有效改善炸药油墨的流变性能。随着HLB值的升高,炸药油墨表观粘度在剪切速率为5~100 s~(-1)时先升高后降低,非牛顿指数和TI值呈波动变化,屈服值持续降低。当HLB值为11时,炸药油墨的非牛顿指数达到最大值0.56,屈服值达到5.38 Pa,TI值达到最小,为8.26,分别为未添加表面活性剂炸药油墨的23.33倍,1.15%和21.53%。HLB值为11的表面活性剂更有利于改善炸药油墨的流变性能。     

DNTF/RDX-CMDB推进剂动态力学性能

采用动态力学分析仪(DMA)研究了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)与黑索今(RDX)不同配比对DNTF/RDX-CMDB(DFR)系列推进剂动态力学性能的影响,获得了DFR系列推进剂的动态力学特征量.结果表明:DNTF与RDX不同配比对DFR系列推进剂高低温动态力学性能具有较大影响;DFR系列推进剂的动态力学过...     

RDX包覆度表征

分别以丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS),氟橡胶(F2311),聚氨酯弹性体(Eatane5701)和水性聚氨酯(WPU)为包覆原材料,采用水悬浮包覆法、喷涂法和破乳法包覆黑索今(RDX)。对包覆颗粒的进行了高效液相色谱(HPLC)分析,测定了RDX溶出量,计算了粘结剂对RDX的包覆度。对比了HPLC法与扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱法(EDS)的表征效果。结果表明:以AS为包覆材料,喷涂法得到的包覆颗粒,包覆效果最好,SEM观测到包覆比较致密,与RDX表面有良好的物理接触,EDS没有检测到包覆不完全的情况,HPLC评价得到的包覆度为96.24%。     

含RDX的炸药废水O3氧化处理试验研究

为研究臭氧(O3)对含黑索今(RDX)的炸药废水的处理效率,向RDX废水连续通O3进行试验,采样分析RDX浓度、化学需氧量(COD)等。结果表明:浓度为3.0 mg.L-1的O3氧化10 mg.L-1的RDX 2 h可使RDX去除58.01%;pH=12,O3氧化4 h可除去约83.15%的RDX;提高废水的pH值、降低RDX浓度及提高温度均利于O3氧化效率的提高。可见,对于pH值较高、浓度较低的RDX废水,单独利用O3氧化法处理是可行的。     

高致密球形RDX基浇注炸药的性能

为探索高致密球形黑索今(H-RDX)与普通黑索今(RDX)对浇注炸药性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对两者的晶体形貌、热稳定性及机械感度进行评估;同时以典型浇注配方为例,探讨RDX类别对药浆黏度、药柱密度、爆速和冲击波感度的影响规律。结果表明:H-RDX表面光滑,晶体缺陷少,球形度高;与普通RDX相比,H-RDX的热分解表观活化能Ea和活化焓ΔH分别高10.79 kJ·mol^-1和10.81 kJ·mol^-1,撞击和摩擦感度分别降低20%和8%;相同配方下药浆黏度降低41%~45%,药柱密度提高0.6%~3.9%,爆速提高1%~3%,冲击波感度降低10%~14%,表现出更优的工艺性能、爆轰性能及安全性能。     

菌群FYD降解偏二甲肼的动力学研究

用Haldane生长抑制动力学模型模拟了偏二甲肼(UDMH)高效降解菌群(FYD)的生长动力学过程,用Andrews非竞争性底物抑制动力学模型模拟了UDMH的降解动力学过程,拟合出动力学方程。通过拟合方程计算了比生长速率与比降解速率。结果表明,UDMH初始浓度为43.6980 mg·L-1时,菌群有最大比生长速率,UDMH初始浓度为50.2261 mg·L-1时,UDMH有最大比降解速率,理论值接近于实验值的50 mg·L-1。菌群FYD降解UDMH的产率系数为0.229,反映了菌群FYD对UDMH的耐受性和利用情况。比生长速率与比降解速率的线性关系表明,在菌群FYD降解UDMH过程中存在物料平衡,细胞生长随UDMH浓度的变化存在合理性。     

高级脂肪酸酯类化合物包覆RDX的研究

为了解高级脂肪酸酯类化合物对黑索今(RDX)性能的影响,以RDX为主体,分别添加质量分数为3%和5%的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四月桂酸酯(BHDBTL)、2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硬脂酸酯(BHDBTS)和2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四(12-羟基硬脂酸酯)(BHDBTHS)包覆RDX,制备了6个钝感RDX配方。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、激光粒径分析、差示扫描量热分析(DSC)表征了包覆前后RDX的结构和性能,并依据GJB772-1997测试了其机械感度。结果表明,被5%BHDBTL,BHDBTS,BHDBTHS包覆的RDX比表面积分别由0.0374m2·g-1增大至0.173m2·g-1、0.344m2·g-1、0.328m2·g-1;包覆后RDX的分解热提高,当包覆剂为5%BHDBTHS时,RDX的分解热由1479.1J·g-1提高至1912.5J·g-1;当包覆剂为5%的BHDBTL、BHDBTS和BHDBTHS时,包覆后RDX的撞击感度分别为28%、48%、52%,摩擦感度分别为20%、60%、48%。     

RDX杂质对HMX性能影响的分子动力学研究

为了研究奥克托今(HMX)制备过程中产生的黑索今(RDX)杂质对HMX性能的影响,分别建立了掺杂率为4.17%、8.33%、12.50%和16.67%的四种HMX模型。采用分子动力学方法,计算得到了不同模型的键连双原子作用能、内聚能密度、溶度参数、爆轰参数与力学参数,并与纯HMX相关性能参数进行了比较,结果表明,RDX掺杂缺陷导致炸药的键连双原子作用能和内聚能密度减小,减小幅度分别为9.53～36.36 kJ·mol~(-1),0.028～0.135 kJ·cm~(-3);受RDX掺杂缺陷的影响,HMX与氟橡胶(F_(2311))的溶度参数的差值减小,减小幅度为0.51～2.32 J1/2·cm~(-3/2),其密度、爆速和爆压减小幅度分别为1.12%～5.59%、0.84%～4.19%和2.27%～11.14%,爆热略有轻微上升,可忽略;RDX掺杂缺陷还导致HMX的弹性模量、体积模量和剪切模量降低,而柯西压以及体积模量与剪切模量的比值上升,其变化幅度分别为1.04～3.63 GPa、0.58～1.73 GPa、0.42～1.45 GPa、0.35～2.69 GPa和0.11～0.64。这说明,随着RDX掺杂缺陷浓度增大,HMX炸药的安全性能降低、爆轰性能下降、力学性能变差、与F_(2311)的相容性变好。     

冷却结晶法制备不敏感RDX研究

考察了RDX在不同溶剂中的冷却结晶行为,环己酮作为溶剂时得到的晶体品质最高。对RDX在环己酮中冷却结晶过程的研究结果表明,搅拌速率主要影响粒度及其分布,降温速率则决定晶体缺陷数量及体积,搅拌速率为200~400 rpm,降温速率为0.05~0.2 K.min-1时,RDX特性落高最大可提高约70%。     

黑索今基含硼炸药的爆热性能

为了研究黑索今(RDX)基含硼(B)炸药的能量特性,采用GJB772A - 1997方法701.1对7种含硼粉的RD×炸药:RDX/B/EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)-90/8/2、RDX/B/EVA-88/10/2、RDX/B/EVA-86/12/2、RDX/B/EVA-83/15/2、RDX/B/EVA-78/20...     

一种重结晶黑索今的冲击波感度研究

为了改善黑索今(RDX)结晶形态和降低感度,以二甲基亚砜为溶剂、以Twin-80为晶体改性剂,对普通RDX进行重结晶处理,使用光学显微镜、密度瓶法等分析测试了RDX重结晶前后的晶体形貌和质量,表明重结晶RDX的晶体颗粒表观密度提高约0.007g.cm-3,颗粒外形更加规整圆滑。标准SSGT小隔板试验表明,以重结晶RDX制备的浇铸PBXs,其冲击波感度比相同配方下普通2类RDX降低25%。     

动态真空安定性试验(DVST)方法研究(Ⅱ):RDX的热分解

运用动态真空安定性试验(Dynamic Vacuum Stability Test,DVST)方法研究了RDX的热分解过程,对测试数据拟合求解得出RDX在非等温阶段的分解机理函数为Avrami-Erofeev方程(n=4),表观活化能为174.10kJ.mol-1,lnA为34.45;等温阶段的分解机理函数为Anti-Jander方程模型,即G(α)=(1-2/3α)-(1-α)2/3,反应速率常数k=1.63×10-5s-1。分解气相产物在标准状态下为0.10mL.g-1。实验不仅得到了与真空安定性试验(VST)方法相吻合的分解最终结果,还得到了合理有效的动力学参数,证明了DVST方法的科学性和可靠性。实验实时跟踪了RDX的分解过程,得到了分解过程中各物理量的变化信息,为RDX的安全储存、可靠使用提供更为有效的数据。