喷雾干燥法制备微米级球形RDX复合颗粒及性能表征

以氟橡胶(F2602)为黏合剂,采用喷雾干燥技术制备了微米级RDX(黑索金)/F2602复合含能微球,并对其微观形貌、成分、热分解性和撞击感度等进行了探讨。研究结果表明:喷雾干燥法制备的RDX/F2602复合颗粒呈球形状结构,其粒径为0.5~7.0 mm,并且没有引入杂质;与原料RDX相比,喷雾干燥法制备的球形RDX/F2602复合颗粒之热分解表观活化能(E)从186.42 k J/mol降至183.55 k J/mol、热爆炸临界温度(Tb)从224.49℃升至235.37℃,并且其撞击感度明显下降[特性落高值(H50)从19.01 cm升至75.17 cm]。     

工艺温度对F2604/HMX复合粒子包覆效果及撞击感度的影响

为了解工艺温度对PBX炸药性能的影响,采用相分离法将氟橡胶(F2604)包覆在奥克托今(HMX)表面,制备了F2604/HMX复合粒子;通过扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对复合粒子的微观形貌和元素含量变化进行表征;采用分子动力学模拟不同工艺温度下F2604对HMX包覆效果的影响;采用特性落高法测试了F2604/HMX复合粒子的撞击感度。结果表明,随着温度的升高,样品中的N元素含量先降低后升高,包覆度先升高再降低;当工艺温度为50℃时,复合粒子的表面平滑、规整,N元素含量最低,包覆度为58.25%,包覆效果最好;分子动力学模拟结果表明,50℃时F2604/HMX复合体系结合能最高,为197.24 kJ/mol,形成的F2604/HMX体系最稳定;随着温度的升高,撞击感度特性落高H 50先升高后降低,50℃时样品的特性落高最高,为81.7 cm,与20℃时相比提高了78.8%;50℃时,F2604和HMX之间的相互作用力最强,形成的复合体系稳定性最好,使得包覆和粘结效果增强,从而降低了撞击感度。     

水性聚氨酯包覆黑索今的性能及影响因素研究

以水性聚氨酯(WPU)乳液作为黑索今(RDX)的包覆材料,以撞击感度和热感度作为衡量指标,采用单因素分析法优选出WPU包覆RDX的最佳工艺条件。结果表明:采用单凝聚法包覆RDX,当RDX的粒度为120~300目(铁筛网)、w(WPU)=2.0%(相对于RDX质量而言)和w(阳离子型表面活性剂)=1%(相对于物质总质量而言)时,RDX的包覆效果较好,此时包覆后RDX的撞击感度和热感度降幅较大。     

纳米Al/RDX混合物的安全性

为提高含纳米Al固体推进剂和PBX炸药的安全性,利用DSC、SEM、机械感度、火焰感度等测试方法,探讨了混合方法、混合比例、包覆改性等因素对纳米Al/RDX混合物安全性能的影响。结果表明,与筛分混合法相比,通过溶液法混合,纳米Al能均匀分散于RDX表面,使纳米Al/RDX的热分解活化能和热爆炸临界温度分别增加8.7%和4.5%,热安定性也提高;随着纳米Al含量的增加,纳米Al/RDX混合物的摩擦感度和撞击感度均减小,而溶液混合法所得样品的撞击感度明显高于筛混法;采用氟橡胶、炭黑B包覆纳米Al后混合物的撞击感度降低到包覆前的18.4%。     

RDX表面包覆技术进展

以硝胺类炸药黑索今(RDX)为研究对象,对近年来国内外RDX的表面包覆材料进行了综述,对RDX的包覆材料及包覆效果进行了归纳总结,阐述了表面包覆对含RDX的推进剂和发射药的感度和力学性能的影响。指出了今后RDX表面包覆的发展方向和趋势,并对RDX的包覆前景进行展望。     

硬脂酸包覆超细RDX及其撞击感度

为改善超细RDX的性能,采用硬脂酸(SA)为钝感添加剂,获得了以超细RDX为基的钝感混合炸药.通过测试接触角、计算表面能验证其包覆可行性,SA能够包覆UFRDX.用扫描电镜对包覆后的样品进行表征验证,并测试了SA包覆后的超细RDX的撞击感度.结果表明,其表面形貌得到明显改善,SA可降低其撞击感度,说明钝感剂SA的加入是降低炸药撞击感度的有效方法.     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物对RDX性能的影响

为了解2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)对RDX的降感效果,采用结晶包覆方法与混合法制备了ANPyO/RDX的复合物。用扫描电镜(SEM)、激光粒径分析、热重分析法(TG)、差示扫描热分析(DSC)、机械感度和爆速测试方法表征了两种样品的结构和性能。结果表明,用结晶包覆法制备的样品中ANPyO对RDX的包覆效果比混合法好;样品的平均粒径均在RDX与ANPyO之间,其中结晶包覆法制备样品的粒径分布更均匀;两种方法制备样品的分解峰值温度均低于RDX,其中结晶包覆法制备样品的热分解峰值温度比混合法样品高6~15℃;两种方法制备样品的机械感度均比RDX低,其中结晶包覆法制备样品的机械感度下降更显著。     

RDX的TNT包覆钝感研究

为降低RDX的机械感度,维持其爆炸性能,研究了用少量TNT包覆RDX的钝感方法。以RDX为主体炸药成分,以质量分数3％～10％的TNT为含能钝感剂,再加入质量分数2％～3％的含能增塑剂和微量水溶性表面活性剂,利用TNT和含能增塑剂在水中不同温度的熔化和凝固结晶,通过水悬浮分散包覆工艺,将TNT和含能增塑剂包覆在RDX颗粒的表面,制得内层为RDX、外层为TNT的双层混合炸药。分析了包覆钝感的工艺条件及炸药包覆后的粒径和SEM的变化情况。研究表明,该RDX—TNT双层混合炸药的撞击感度可降至20％以下,摩擦感度降至28％以下,压制成药柱的密度为1．73g／m^3,爆速可达8400m／s。     

RDX粒度对机械感度的影响

系统研究了RDX粒度对撞击感度和摩擦感度的影响．实验测试的RDX平均粒径为1．5～124μm,并在此粒度范围内分为5个粒度等级。其中撞击感度用特性落高法表示,摩擦感度用特性正压力表示。结果表明：炸药的撞击感度、摩擦感度均随粒度的减小而降低。从理论上分析了炸药粒度变化对机械感度影响的机理。     

DADE及其混合炸药的机械感度

为了解DADE以及含DADE的混合炸药的安全性能,用显微镜研究了DADE混合炸药降感机理。结果表明,在相同的试验条件下,DADE与TATB、NTO的机械感度相当,具有优良的安全性能;DADE粒度的大小对其感度影响很大,感度随粒度的减小而升高;在B炸药配方中,用DADE部分代替RDX后感度没有明显改变,完全代替RDX后降感效果十分明显。研究表明,DADE颗粒的合理级配以及表面包覆是降低DADE机械感度的重要途径。     

纳米Al对RDX基炸药机械感度和火焰感度的影响

采用机械混合法制备了含纳米Al的RDX基混合炸药,测试了其机械感度和火焰感度,用扫描电镜表征了纳米Al及其炸药的表面形貌,分析了感度变化的原因。结果表明,加入纳米Al后,RDX基炸药的撞击感度、摩擦感度和火焰感度增大;随着纳米Al含量的增加,撞击感度、摩擦感度和火焰感度明显增大;且含纳米Al炸药的撞击感度、摩擦感度和火焰感度均高于含微米Al炸药。纳米Al及含纳米Al炸药均存在微量团聚现象,在一定程度上影响了含纳米Al的RDX基炸药的感度。     

球形HMX/F_(2602)复合炸药的制备与表征

以F_(2602)(氟橡胶)为胶粘剂、HMX(奥克托今)为含能材料,采用喷雾干燥法制备了PBX(聚合物粘接炸药)。利用SEM(扫描电镜)、XRD(X-射线衍射)法和DSC(差示扫描量热)法对PBX的结构和性能进行了表征。研究结果表明:HMX/F_(2602)复合炸药的颗粒呈球形状结构,并且其粒径达到纳米级别;与HMX原料相比,HMX/F_(2602)的热稳定性更好,撞击感度明显降低[H_(50)(特性落高)值由18.20 cm升至35.37 cm]。     

超临界流体SAS法制备HMX基传爆药及其表征

采用超临界流体SA S法,通过引入钝化包覆剂FPM2602对超细HM X主体炸药的粒子表面均匀包覆,最终获得超细HM X基传爆药。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了原料和超细HM X基传爆药的表面形貌。测定了其撞击感度、冲击波感度及起爆感度,并与J0-9C(I型)传爆药进行对比。结果表明,超细HM X基传爆药的表面形貌得到了明显改善;与J0-9C(I型)传爆药相比,其H50值升高了17.1 cm,冲击波隔板厚度(xR)减小了2.2mm,起爆性能得到了显著提高。     

超细RDX/Al混合炸药的制备及性能

以超细RDX为主体炸药,通过添加Al粉,干法工艺制备出超细RDX/Al混合炸药;对制得的样品进行了撞击感度、摩擦感度测试。实验结果表明,相对超细RDX,超细RDX/Al混合炸药的撞击感度和摩擦感度有一定程度的降低。     

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。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物和RDX基PBX的制备与表征

采用溶液-水悬浮-蒸馏法,分别以丁腈橡胶(NBR-26)、氟橡胶2311和2603为黏结剂,2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)和RDX为主体炸药制备了3种高聚物黏结炸药(PBX)。用激光粒径分析、扫描电镜、差示扫描量热法、热重分析法、机械感度等对3种PBX的结构和性能进行了表征。结果表明,PBX的平均粒径比较接近,约为50μm,比表面积在0.5m2/g左右;熔融吸热峰位于206.5℃附近,分解放热峰在231～235℃之间;撞击感度和摩擦感度分别为44%和32%。3种PBX的热稳定性低于ANPyO,机械感度低于RDX。     

含相稳定硝酸铵CMDB推进剂的机械感度和燃烧性能

通过测试撞击感度、摩擦感度和燃速,研究了含相稳定硝酸铵(PSAN)的改性双基(CMDB)推进剂的燃烧性能和机械感度。结果表明,PSAN可改善CMDB推进剂的机械感度;用PSAN作氧化剂,其推进剂的燃速低于RDX作氧化剂的燃速,压强指数高于后者的压强指数;1～5MPa压力范围内随PSAN在配方中含量的增加,推进剂的燃速降低,压强指数升高。     

ε-HNIW基传爆药的制备与表征

用水悬浮分散包覆工艺制备了ε-HNIW造型粉,利用FT-IR及SEM和DSC对其进行了表征。结果表明,包覆剂Estane可有效包覆ε-HNIW,包覆表面光滑且棱角减少;Estane与ε-HNIW的相容性为1级;与ε-HNIW原料相比,包覆样品的撞击感度和摩擦感度均有所降低,特性落高H50由17cm升至44cm,摩擦爆炸概率P由100%降至68%;包覆后ε-HNIW的爆速为8923m/s,是一种新型高能钝感传爆药。     

纳米LaCoO3对RDX基混合炸药的热分解特性和感度的影响

用DSC和DTA研究了LaCoO3对含AP的RDX基混合炸药热分解特性的影响。结果表明,纳米LaCoO3对含有AP的RDX基爆炸混合物的热分解具有一定的催化作用;纳米LaCoO3使RDX基混合炸药的撞击感度和热感度降低,摩擦感度增大。     

HTPB包覆RDX效果影响因素研究

采用端羟基聚丁二烯(HTPB)通过2种不同方法包覆RDX,对比样品的性能测试结果,研究了HTPB的含量及工艺条件对包覆效果的影响。结果表明,影响悬浮法包覆效果的主要因素是HTPB质量分数,且其质量分数增大可以明显改善包覆效果;减小撞击感度,HTPB的四氯化碳溶液的滴加速度对包覆效果无显著影响;溶剂蒸发法中采用TDI与HTPB同时加入包覆效果好,HTPB所占比例同样是影响包覆效果的主要因素。