纳米级奥克托今超微颗粒制备技术研究

本文利用撞击流法和微乳控制技术成功地制备了纳米粒度的奥克托今 (UFHMX)。实验表明 ,Zeta电位对分散HMX和分离UFHMX起着重要的作用。当HMX的水乳液液流在压力为15 0MPa、撞击速度约 10 0 0m /s的情况下进行超微化处理时 ,可得到粒度分布范围较窄的球形纳米UFHMX颗粒。这时颗粒的有效平均粒径为 184 .4nm ,最小颗粒为 12 .4nm ,最大颗粒为 4 6 5 .7nm ,比表面积为 2 8.4 2m2 / g .

纳米TiO_2光催化降解梯恩梯和奥克托今的研究

采用不同热处理温度自制的纳米二氧化钛粉体为催化剂,在不同反应温度及不同紫外光强度下,对梯恩梯(TNT)和奥克托今(HMX)的降解效率分别进行了研究。研究表明,采用纳米二氧化钛-紫外光体系降解TNT和HMX比单独紫外光作用更优异,降解率更高,分别达到93.46%和94.12%,490℃热处理得到的锐钛矿相二氧化钛降解效果最好。在常温范围内升高反应温度和增大紫外光强度均有利于降解率的提高。动力学研究表明,该降解反应机理符合Langmuir-Hinshelwood模型,同等条件下HMX的降解速率大于TNT。

微/纳米HMX颗粒级配对PBX性能的影响

为了提升高聚物粘结炸药(PBX)的综合性能,通过颗粒级配的方式,将低感度的微米和纳米奥克托今(HMX)应用到压装型PBX中,采用溶液-水悬浮法制备了4种HMX基PBX造型粉,并压制成药柱。对不同微纳米颗粒级配的JO-1、JO-2、JO-3和JO-4样品(粗颗粒/微米/纳米HMX的质量比分别为100/0/0、60/35/5、60/30/10、60/25/15),观测其表面微观结构,测量组分含量、撞击感度、摩擦感度、热分解特性、抗压性能和爆速等参数,并进行对比分析和讨论。结果表明,当粗颗粒(d_(50)=100μm)/微米(d_(50)=1μm)/纳米(d_(50)=100 nm)HMX的质量比为60/30/10时,所制备的JO-3样品有最好的性能。与单一粗颗粒HMX基PBX的JO-1样品相比,JO-3样品表面更光滑,撞击感度降低了38.3%,摩擦感度降低了22.7%,自发火温度提高了5.17℃,抗压强度提高了46%,爆速提高了55 m·s^(-1),HMX基PBX的综合性能显著提升。

微通道反应器制备微纳米HMX

为了降低HMX的感度,提高其安全性,降低运输风险,减少放大生产中的成本,采用微通道反应器,基于溶剂-非溶剂重结晶法,实现了连续流制备微纳米γ型HMX。在非溶剂相为水时,探究了溶剂及其饱和度、总流速、流速比等因素对于HMX粒径的影响,分析了HMX转晶的原因。结果表明,HMX的饱和DMF溶液在流速比为1∶14、总流速为15mL/min、体系温度为10℃条件下,制备的微纳米HMX颗粒平均粒径达到370nm,撞击感度为7J,相比原料降低了40%。实验表明,过饱和度作为成核推动力在微通道反应器内同样成立;流动相总流速越小,溶剂相与非溶剂相流速比越小,对纳米化越有利。

窄分布纳米级HMX的制备

通过撞击法成功地制备出了窄分布的纳米级HMX。研究了不同分散剂对超细HMX炸药粒度和粒度分布的影响。结果表明:分散剂1、分散剂2能改善HMX的颗粒度分布,在分散剂1存在下,撞击法可制备出颗粒度分布较窄的纳米HMX颗粒,其d50分别为70.1nm和68.9nm,分布范围分别为0.9nm和1.4nm。

新型HMX/AP/EP纳米复合物的制备及表征(英文)

以含能聚合物（EP）为基底通过共沉淀法制备了奥克托今（HMX）/高氯酸铵（AP）/含能聚合物（EP）纳米复合物。用扫描电镜（SEM）,能量色散X射线能谱（EDS）、比表面积（Brunauer-Emmett-Teller（BET））测定、红外（IR）光谱法和差示扫描量热法（DSC）表征了它的结构及性能。结果表明,HMX/AP/EP纳米复合物具有三维纳米网状结构。HMX和AP均匀沉积在EP上面,其尺寸为50~200 nm。HMX、AP和EP紧密结合在一起,具有良好的相容性。HMX/AP/EP纳米复合物的分解温度远低于HMX的。当HMX/AP/EP纳米复合物的氧平衡为零时,其分解热高达2570 J·g^-1。HMX/AP/EP纳米复合物的撞击特性落高H50为50.49 cm,与HMX的撞击感度的特性落高（27 cm）相比,其机械感度较低。

微纳米含能材料静电积累特性与危险性分析

为了分析微纳米含能材料的静电危险性,采用标准筛替代斜槽进行了摩擦起电静电积累实验。利用法拉第筒测试了黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)经不同孔径标准筛过筛后的的静电积累,分析了其静电危险性。研究了在50目标准筛孔径下炸药粉体质量、粒度对静电积累量的影响,比较了不同标准筛孔径下纳米RDX的静电积累量。结果表明试样量越大,积累的静电电荷量越大;筛孔径与纳米RDX和HMX的静电积累量近似满足线性关系,孔径越小,静电积累量越大;纳米RDX(粒径80 nm)和纳米HMX经50目标准筛(孔径为0.355 mm)过筛后的平均质量电荷密度分别为-21.1μC·kg-1和-8.1μC·kg-1,纳米级RDX、HMX质量电荷密度约为工业级的3.6倍,存在非常大的静电危险性;RDX在工业级、纳米级状态下的质量电荷密度均约为同状态下HMX的2.6倍。

DNTF/HMX基喷雾干燥复合成型微球的制备与表征

为了改善3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）、奥克托今（HMX）的安全陛能，将高分子材料Estane5703作为粘结剂，采用喷雾干燥技术制备了超细DNTF／HMX基复合成型微球，并对其与原料分别进行了表征和热分析。结果表明：喷雾干燥成型后的DNTF／HMX复合微粒为比较规则的球形，粒度约为2-6μm，明显优于原料；XRD测试表明其晶型与原料相同。运用Kissinger法和Ozawa法得到DNTF／HMX复合成型微粒分别为305．48kJ·mol^-1和298．58kJ·mol^-1，热安定性比原料提高。撞击感度测试表明DNTF／HMX复合成型微球特胜落高为78．8cm，相比原料撞击感度显著降低。

HMX基O/W型悬浮油墨的喷墨打印成型及性能

为探究乳液型炸药油墨与喷墨打印工艺结合的可行性,设计了以氟碳树脂(FEVE)的乙酸乙酯溶液为油相,聚乙烯醇(PVA)水溶液为水相的水包油(O/W)型双组分黏结剂体系,并选用微纳米HMX为主体炸药,制备O/W悬浮型炸药油墨进行了喷墨打印。采用电子密度测试仪、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、同步热分析TG-DSC、撞击和摩擦感度测试仪对喷墨打印成型样品的密度、形貌、力学性能、热安全性能、撞击感度和摩擦感度进行了表征,对喷墨打印成型样品的爆速和临界尺寸进行了测试。结果表明:喷墨打印成型样品表面较平整,线平均粗糙度为7.346µm,且内部颗粒分布紧实,内部的HMX未转晶,热稳定性及力学性能较好。样品的实测密度为1.5326 g·cm^(-1)(83%TMD);样品的撞击能为7 J,摩擦荷重为144 N,截面尺寸1 mm×1mm打印样品的爆速为7076 m·s^(-1)和临界尺寸为1 mm×0.087 mm,具有优异的安全性能和微尺度爆轰性能。

喷雾干燥法制备亚微米鞣酸铁/硝胺炸药复合微球及其催化性能

为了研究鞣酸铁催化剂对固体推进剂中常见组分热分解性能的影响,采用超声喷雾干燥法制得三种亚微米复合微球(鞣酸铁(Ta-Fe)/六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、鞣酸铁/黑索今(RDX)、鞣酸铁/奥克托今(HMX))。利用扫描电镜(SEM)和粒度分析等方法分别对复合微球的形貌、粒度和组分进行表征。采用差示扫描量热法(DSC)研究复合微球中鞣酸铁对CL-20、RDX、HMX热分解的催化过程及动力学参数的影响。结果表明,鞣酸铁分布均匀,样品均呈球状颗粒,且流散性好,粒度为500~1000 nm;鞣酸铁能有效促进CL-20、RDX、HMX的热分解,使得CL-20、RDX、HMX的热分解峰温分别提前了17.2,8.2,11.5℃,其中鞣酸铁对CL-20的热分解催化效果最佳,Ta-Fe/CL-20复合微球的活化能与原料CL-20相比降低了9.6 kJ·mol……-1。

W/O微乳液法制备纳米HMX微球

采用反相微乳液法制备了纳米HMX微球,并对影响微乳体系的主要因素进行了研究。结果表明:微乳体系中,HMX颗粒粒径随着水和表面活性剂摩尔比(w)的增加呈渐增趋势,同时HMX颗粒还受碱溶液加入量和HMX溶液浓度的影响;红外光谱测试表明,细化后HMX颗粒具有纳米吸收特性;扫描电镜观察发现,HMX纳米颗粒较均匀,粒径在100～200nm之间。