结晶溶剂对CL-20/MTNP共晶炸药晶体结构稳定性和晶体形貌的影响

作     者：王紫烟 乔申 苗舒月 焦方宝 李仁杰 杨宗伟 李洪珍 

作者机构：中国工程物理研究院化工材料研究所 西南科技大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《火炸药学报》 (Chinese Journal of Explosives & Propellants)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助（21875231） 

主　　题：共晶炸药 CL-20/MTNP含能共晶 晶体结构稳定性 晶体形貌 结晶 

摘      要：保持共晶炸药晶体结构的稳定性和合适的晶体形貌是其应用的前提和基础。采用降温和溶剂/反溶剂两种结晶方法，研究了CL-20/MTNP共晶在甲醇，乙醇，正丙醇，丙酮，环戊酮，3-甲基-2-丁酮，乙酸乙酯，丁酸乙酯，DMSO，甲醇/水（v/v=2:1），环戊酮/乙醇（v/v=1:6）等11种不同溶剂体系的结晶行为，获得了不同形貌的晶体产品。XRD分析表明，采用DMSO作为溶剂结晶所得晶体为CL-20和MTNP混合物，不能得到共晶炸药。采用Materials Studio软件中的AE模型和分子动力学进行理论计算，揭示了溶剂对晶体形貌的影响规律和原因，该研究为CL-20/MTNP共晶形貌的调控和优化提供了指导。基于模拟和实验结果，采用溶剂/反溶剂结晶方法，选取甲醇做良溶剂，水作为反溶剂，通过结晶条件优化，在浓度为0.017g/mL，温度为55℃，滴加速率为1mL/min最优条件下，得到的共晶晶体长径比最小，颗粒均匀性好。