基于溶剂/非溶剂法的微通道结晶制备CL-20/HMX 共晶
2021-02-03段晓惠裴重华
李 丽,尹 婷,伍 波,段晓惠,裴重华
(西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室,四川 绵阳 621010)
1 引言
近十年来,共晶技术对含能材料物化性能,特别是在协调能量和感度的内在矛盾方面,表现出了显著的调控作用,因此含能共晶迅速成为含能材料领域的一大研究热点。目前报道的含能共晶主要包括HMX、CL-20、BTF、TATB 等系列[1-9],其中CL-20/HMX 共晶由于其优异的综合性能(爆速、氧平衡、热稳定性和机械感度),而成为共晶炸药中的“明星”。该共晶于2012 年由Bolton 等[9]首次报道,采用的制备方法为缓慢的溶剂蒸发法,但得到的CL-20/HMX 共晶不纯,伴随有约15%的β-HMX 和β/ε-CL-20。随后以CL-20/HMX 共晶作为晶种,采用溶剂介导共结晶法,得到了纯的共晶。这种方法的制备量少(毫克量级)、过程较复杂、不可控因素较多,因此在后续的工作中,研究者们又探索了其它制备方法。比如,Gao 等[10]采用超声喷雾辅助静电吸附法合成了纳米CL-20/HMX 共晶;利用喷雾闪蒸技术,Spitzer 等[11]制备了微米级和纳米级的CL-20/HMX 共 晶;Qiu 等[12]通 过 对ε-CL-20 和β-HMX(摩尔比2∶1)的水悬浮液进行球磨,获得了CL-20/HMX 的纳米共晶;采用喷雾干燥法,An 等[13]制备了直径在0.5~5 μm 的CL-20/HMX 共晶微球。该微球由厚度小于100 nm 的片状共晶聚集而成,具有微/纳多级结构特征;Ghosh 等[14]提出了一种CL-20/HMX 共晶粗颗粒的制备方法,即在高沸点非溶剂存在下,蒸发CL-20 和HMX(摩尔比2∶1)饱和溶液中的溶剂,得到了厚度约为30 μm 的棱形片状共晶。可以发现,该方法实际上结合了蒸发结晶和溶剂/非溶剂结晶;任晓婷等[15]在微量溶剂存在的条件下,通过超高效混合技术获得了粒径小于1 μm 的超细颗粒;……
