HMX/RDX复合物细化与热分解特性研究

为了回收利用HMX生产过程中产生的HMX/RDX复合物,采用溶剂-非溶剂重结晶法在DMSO-无水乙醇体系中对HMX/RDX复合物进行细化;采用粒度仪及差示扫描量热仪(DSC)分别对细化前后HMX/RDX复合物的粒度及热分解行为进行研究,并对其热分解反应的表观活化能、热分解参数以及安定性参数进行计算。结果表明:细化前后HMX/RDX复合物表观活化能平均值分别为169.11 kJ∙mol^(-1)和152.00kJ∙mol^(-1);热爆炸临界温度分别为500.37K和508.70K;自加速分解温度分别为488.06K和494.54 K,细化后HMX/RDX复合物的热安定性更高。

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。

纳米HMX/微米RDX复合炸药撞击感度的性能研究

在超声波的环境下制备了不同配比的纳米HMX(奥克托今)/微米RDX(黑索今)复合炸药,并对纯RDX炸药和自制炸药的撞击感度进行了比较。结果发现,在实验配比范围内,纳米HMX/微米RDX复合炸药比纯RDX炸药敏感,且随HMX含量的增加,撞击感度降低。

Fe_2O_3-Al纳米铝热剂与超细RDX复合物的制备与性能

采用溶胶-凝胶方法,制备出了纳米铝热剂nano-Fe2O3-Al,并获得了其与超细RDX的复合含能材料nanoFe2O3-Al/SFRDX。采用BET法、SEM、XRD综合表征了nano-Fe2O3-Al的结构,采用TG/DSC联用技术测试了nano-Fe2O3-Al的热性能,结果表明气凝胶铝热剂的反应温度更低;nano-Fe2O3-Al的静电火花感度测试结果表明纳米铝热剂对静电十分敏感。对nano-Fe2O3-Al/SFRDX在无约束条件和密闭条件下的燃烧行为进行了研究,高速相机照片法发现在无约束条件下,nanoFe2O3-Al燃烧高达300 m/s,且nano-Fe2O3-Al/SFRDX具有在无约束条件下由燃烧转为爆轰的趋势。

介孔碳纳米球/RDX主客体含能复合材料的制备及热分解性能

为探究介孔碳纳米球(MCS)对氧化剂环三亚甲基三硝铵(RDX)热分解性能的影响,通过双模板法制备出粒径约350 nm的MCS,利用主客体化学技术将RDX晶体引入MCS孔内及表面,得到MCS/RDX复合物。采用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)对MCS和MCS/RDX复合物的形貌和结构进行表征;通过傅里叶红外变换光谱(FTIR)研究了MCS与RDX之间的界面相互作用;利用差示扫描量热⁃热重分析(DSC⁃TG)研究MCS/RDX复合物的热行为,相比纯RDX,MCS/RDX复合物的分解温度降低13℃,放热量增加,表观活化能从234.87 kJ·mol^(-1)降低到126.48 kJ·mol^(-1)。采用落锤撞击感度仪和静电火花装置测试所得材料感度。与纯RDX相比,MCS/RDX复合物的撞击感度和静电火花感度明显降低。这些结果表明,MCS对RDX的热分解具有较好的催化性能,并能降低RDX的感度。

沥青烯基碳纳米材料制备及其对于HMX、RDX的热分解催化性能

为了制备出高比表面积的多孔碳纳米材料来改变HMX和RDX的热分解催化性能,以两种不同分散效果的氧化沥青烯为碳源,以尿素作为结构导向剂在高温条件下形成两种不同孔径的多孔炭纳米片。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积及孔径分析仪对样品的形貌和结构进行了测试和表征。结果表明,亲水性更好的氧化沥青烯所制备的炭纳米片(ASPCNs 2)较亲水性较差的沥青质氧化物(ASPCNs 1)制备的碳纳米片具有更高比表面积(2470.47、1742.83m^(2)/g)和更大的孔体积(1.38、1.40cm^(3)/g)。ASPCNs 1和ASPCNs 2整体结构呈现蜂窝煤装,孔结构主要是以微孔为主。此外,ASPCNs 2对RDX和HMX热分解的催化作用优于ASPCNs 1,使其热分解峰温和表观活化能分别降低了26.23℃和34.15℃,37.45kJ/mol和48.22kJ/mol。

微流控法制备超细HMX/FOX-7复合物及其性能测试

为了降低HMX感度,提高使用安全性,选用低感度含能材料FOX-7为包覆剂,利用微流控技术制备得到超细HMX/FOX-7复合物。采用红外、XRD分析表征了其结构,采用SEM分析了复合物的微观形貌,并对其进行热性能、感度性能及点火燃烧性能测试研究。结果表明,基于微流控技术制备的超细HMX/FOX-7复合物粒径范围0.92~2.91μm,平均粒径1.37μm,球形度较好,粒径分布窄;相比于传统宏观尺度搅拌法,微尺度制备条件使得HMX降感效果增强,获得的复合物具有更高的热稳定性和更优良的感度性能,热分解温度较传统法推迟11.8℃,撞击感度和摩擦感度分别由56%和52%降至32%和28%;HMX/FOX-7复合物的点火延迟时间随着激光功率密度的增加呈现递减的趋势,在相同功率密度条件下随着FOX-7含量的增加,复合物最小点火能量增大,点火延迟时间增加;与原料HMX相比,复合物的点火燃烧火焰更为明亮,火焰传播速率更快。

RDX和HMX的热分解I.热分析特征量

用PDSC和TG-DTG研究了RDX和HMX的热分解,探讨了各种试验条件,包括试样量、升温速率和动静态高压等的影响。在分解过程中相态变化引起反应的加速是HMX的分解较RDX剧烈的主要原因,HMX的自加热和自催化也因此变得较RDX更显著。

RDX和HMX的热分解II.动力学参数和动力学补偿效应

用DSC、DTA和TG-DTG技术测定了RDX和HMX热分解的动力学参数。RDX和HMX在不同的分解阶段有不同的动力学参数和机理函数,其分解过程和动力学参数受试验条件、样品状态和试验方法的影响很大,但这些参数之间存在"动力学补偿效应"和"等动力学点"。

RDX和HMX的热分解III.分解机理

简述RDX和HM X热分解的各种机理,其热分解的初始过程是N-N和C-N键断裂的竞争反应,试验条件和样品相态等因素影响竞争过程。用DSC-FT IR联用技术和热裂解原位池/FT IR分析了主要分解气相产物和凝聚相中主要官能团的变化。结果表明,RDX和HM X热分解的主要分解气相产物为N2O,CH2O,CO,CO2,H2O和HCN。RDX的分解气相产物CH2O和H2O红外吸收率的温度关系曲线都产生双峰,RDX基团-NNO2的吸收带1 589 cm-1和1 278 cm-1有两个不同速率的变化过程。用N-N键和C-N键竞争断裂的观点解释了RDX与HM X热分析和产物分析的结果。

RDX/HMX炸药晶体内部缺陷表征与冲击波感度研究

采用折光匹配显微观察(OMS)和原子力显微镜(AFM)表征、X射线小角散射(SAXS)、表观密度浮沉法(SFM)、微聚焦CT扫描等方法,研究了不同结晶品质RDX、HMX晶体缺陷。OMS观察结果表明,普通RDX/HMX较降感RDX/降感HMX(RS-RDX/RS-HMX)晶体含有更多的表面裂纹与内部孔洞;X射线小角散射与高精度CT扫描统计测试结果表明,RS-RDX/RS-HMX晶体内部也含有一定数量较小尺寸的缺陷,但较普通RDX/HMX晶体内部含较大尺寸缺陷数量少。冲击波感度实验结果表明,炸药晶体缺陷数量、尺寸对PBX冲击波感度有较大影响。

热红联用研究AP与RDX和HMX混合体系的热分解

用DSC-TG-FTIR(热红)联用研究了RDX/AP,HMX/AP,RDX/HMX和RDX/HMX/AP混合体系的热分解,测定和比较了它们的热分析特征量和分解气相产物。结果表明,AP与RDX和HMX之间存在强烈的相互作用,尤其是与后者的作用更强烈。在AP(不含碳)分解的温度区间,混合体系的分解也出现CO、CO2和CH2O等碳氧化物,说明体系中RDX和HMX分解的部分产物或残渣与AP同时分解。

RDX和HMX晶体力学性能的分子动力学模拟及其撞击加载响应

用分子动力学模拟方法研究了RDX和HMX晶体的力学性能。用撞击加载实验、激光粒度仪和扫描电子显微镜分析了两种晶体的破碎特性。结果表明:HMX晶体的弹性系数和模量计算值大于RDX晶体,RDX晶体的延展性好于HMX晶体。在相同撞击加载条件下,RDX和HMX晶体均发生塑性形变和脆性断裂,但前者以塑性形变为主,而后者以脆性断裂为主,且破碎程度更加显著。评价不同炸药晶体力学性能间差异性的分子动力学模拟方法具有较高的准确度和有效性。

RDX/HMX颗粒炸药落锤撞击点火-燃烧机理

对单质炸药受低速撞击的力学和化学响应研究,是进行炸药敏感性评价的基础。利用配备了光学观测的落锤撞击装置,实现了频率为1.5×105 s-1的实时观测,不但可以区分样品的"爆"或"不爆",而且可以获取RDX和HMX颗粒炸药受落锤低速撞击变形、破碎、溅射、点火和燃烧随时间演化的特征。结果表明:RDX颗粒是在液相中点火,而HMX颗粒在固相中点火;燃烧反应前常常发生剧烈的溅射现象,溅射是由气相反应产物释放能量推动破碎的颗粒所致。对比了单个和单层颗粒炸药响应的特点,多个颗粒由于热点密集和破碎后相互作用,其燃烧反应比单个颗粒燃烧反应更剧烈。根据图像处理估算燃烧波传播速度,很好地表征了样品宏观燃烧反应的剧烈程度。

老化对HMX/RDX基含铝炸药爆热及爆速性能的影响研究

为了研究老化对HMX/RDX基含铝炸药的性能影响,在71℃下对组成为65(HMX/RDX)/30Al/5粘结剂的含铝炸药老化55d,然后测试炸药的爆热与爆速。试验结果表明:药柱体积随着老化时间的增长呈现先变大后缩小的趋势,质量随着老化时间的增长呈现逐渐减小的趋势,但变化率都在0.1%内;爆热和爆速随着老化时间的增长几乎没有变化。

用微量热法研究RDX和HMX的稀释/结晶动力学(英文)

导出了描述结晶生长过程的3个热动力学方程和这些动力学方程的参数与常数间的2个关系式。用Calvet微热量计测定了RDX和HMX从二甲基亚砜、环已酮和硝酸中的稀释/结晶总放热量和产热速率。用导出的方程和关系式处理了RDX和HMX的放热稀释/结晶生长过程的动力学数据。结果表明,RDX和HMX的放热稀释/结晶过程服从Burton-Cabrera-Frank位错理论。

HMX与RDX对TEX热安定性能的影响

采用真空安定性试验(VST)、布氏压力计法、5秒爆发点等实验方法对TEX以及TEX分别与HMX、RDX的混合物的热安定性进行了表征,并对其半衰期进行了理论推算,结果表明: TEX具有很好的热安定性能; RDX、HMX对TEX的热安定性能几乎无影响,彼此之间具有良好的相容性。

RDX和HMX的二氟氨基衍生物结构与性能的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G^**方法对设计的RDX和HMX的—NF2衍生物进行了理论研究;设计等键反应并根据Hess定律预测了固态生成焓;应用Politzer校正方法计算了密度ρ;由K-J方程估算了爆热(Q)、爆速(D)和爆压(p),讨论了—NF2对HOF、ρ、Q、D和p的影响;由键离解能(BDE)和撞击感度(H50)评价了化合物的稳定性,并探讨了可能的热分解引发机理。结果表明,—NF2取代会降低生成焓;化合物的密度范围为1.96~2.34g/cm^3,均高于RDX和HMX的密度;所有衍生物的D均在8.85~9.98km/s,p均在35.07~50.99GPa范围,绝大部分化合物的D和p优于RDX和HMX,—NF2对D和p的贡献较大;所有化合物的BDE均在90~160kJ/mol,均满足高能材料稳定性的要求,预测的H50值的大小顺序基本上与BDE结果相一致,化合物中引入更多的—NF2通常会降低其稳定性。因此,大多数RDX和HMX的—NF2衍生物具有很好的爆轰性能与稳定性,为潜在的高能量密度材料。

TNT、RDX及HMX炸药废水处理技术综述

炸药废水由于其生物毒性和化学稳定性引起了各国的关注。对梯恩梯(TNT)、黑索今(RDX)及奥克托今(HMX)3种主要单质炸药的降解方法进行了综述、讨论和对比,分析了各类方法的特点及不足。光催化氧化法用于处理炸药废水有明显优势,着重介绍了光催化氧化法的降解路径及光催化机理。随着光催化氧化技术的深入研究,高效环保型光催化剂及成熟的光催化氧化工艺将在炸药废水处理领域发挥重要作用。

非水溶剂电位滴定法测定标准物质RDX和HMX的含量

建立了在非水溶剂中电位滴定测定纯度标准物质RDX和HMX含量的方法，通过实验对非水溶剂、滴定剂种类、滴定剂浓度、滴定终点进行了选择。通过实验确定了溶剂为二甲基亚砜（DMSO），滴定剂为甲醇钠（CH3ONa），滴定剂浓度为0．30mol／L，终点为电位曲线的等当点，实验用电位滴定曲线准确确定了滴定终点。通过18次测定，测得RDX的纯度为99．554％～99．865％，精密度为0．0976％。测得HMX的纯度为99．565％～99．888％，精密度为0．10％。该法简便、可靠。