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六硝基六氮杂异伍兹烷的粒度控制生产工艺

2021-05-07王家伦张洪宝刘春竹孟子晖

含能材料 2021年4期

王家伦,张洪宝,,刘春竹,李 航,孟子晖,薛 敏

(1. 北京理工大学化学与化工学院,北京 100081;2. 辽宁庆阳特种化工有限公司,辽宁 辽阳 111000)

1 引言

六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)是目前已知的能量最高的一种单质炸药,具有高密度、高能量等特点,其爆炸性能比奥克托今(HMX)约高14%[1],在炸药、固体推进剂、发射药等领域具有广泛的应用前景[2-5]。CL-20 的粒度和形貌对其性能有重要的影响,在不同应用场景下有不同的技术要求。研究表明,具有更少的晶体缺陷、更光滑的外形以及更高的晶体密度,有利于降低CL-20 的机械感度和火焰感度,提高其安全性[6]。随着CL-20 晶体尺寸的降低,其敏感度显著降低,极大改善了炸药安全性能[7-8]。此外,当CL-20 作为固体推进剂时,当粒度从50 μm 降至5 μm,燃速和压强指数降低,但随着CL-20 粒度减小到500 nm 后,推进剂燃速又会升高[9-11],CL-20 的粒度级配显著影响推进剂燃烧性能。

控制CL-20晶体粒度和形貌的方法通常有机械研磨法[12]、重结晶法[13]、超临界流体技术[14-15]、乳液微乳液法等,其中重结晶法由于操作简单、容易实现工业化,因此应用最为普遍。R.Sivabalan 等[16]通过在重结晶中增加超声辅助,制备了粒径约为5 μm 的CL-20 颗粒,冲击和摩擦感度试验表明,超声辅助对产品的摩擦感度没有明显影响,但可以使CL-20 的撞击感度特性落高从24 cm 提高到44 cm。徐洋等[17]利用超声辅助重结晶装置对CL-20 进行细化,制备了分散性良好且粒径在400 nm 左右的超细CL-20,与原料CL-20 相比,超细CL-20 的撞击感度明显降低,特性落高由14.98 cm 提高到31.95 cm,且摩擦感度也降低,爆炸概率从100%降低到40%。……

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