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火工品 2023年第1期 58-62页

作者：朱玉宇霍宏彪王杰超刘淳睿都吉航安崇伟中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

为了提升RDX基PBX造型粉的包覆效果和质量一致性,采用膜乳化技术制备出乳滴直径均一的水包油型粘结剂(NC/F_(2602))乳液,将超细RDX颗粒悬浮于乳液体系中,通过驱除乳滴中的溶剂,实现NC/F_(2602)/RDX含能微球的悬浮组装成型。对样品形貌... 详细信息

为了提升RDX基PBX造型粉的包覆效果和质量一致性,采用膜乳化技术制备出乳滴直径均一的水包油型粘结剂(NC/F_(2602))乳液,将超细RDX颗粒悬浮于乳液体系中,通过驱除乳滴中的溶剂,实现NC/F_(2602)/RDX含能微球的悬浮组装成型。对样品形貌、粒度分布、晶型和热分解性能进行表征,并对不同样品的撞击感度进行测试。结果表明:NC/F_(2602)/RDX复合物呈球状,包覆致密且粒度分布较窄,晶型未发生改变。相比超细RDX,NC/F_(2602)/RDX复合微球的表观活化能由162.25kJ·mol^(-1)升至165.98kJ·mol^(-1),热爆炸临界温度仅降低了0.01℃;复合微球的撞击安全性显著改善,特性落高H50由47.3cm升至62.5cm。

关键词：黑索今膜乳化复合微球悬浮组装撞击感度

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含能复合微球膜乳化辅助悬浮组装成型及性能研究

含能复合微球膜乳化辅助悬浮组装成型及性能研究

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作者：霍宏彪中北大学

学位级别：硕士

高聚物黏结炸药(PBX)是由黏结剂和主体炸药组成的复合物,具有高能钝感特性,已经成为武器系统的主要装药类型。而对于压装型PBX而言,造型粉的成型效果直接影响着装药质量,如何制备出性能均一、流散性好的造型粉颗粒是目前要解决的关键技... 详细信息

高聚物黏结炸药(PBX)是由黏结剂和主体炸药组成的复合物,具有高能钝感特性,已经成为武器系统的主要装药类型。而对于压装型PBX而言,造型粉的成型效果直接影响着装药质量,如何制备出性能均一、流散性好的造型粉颗粒是目前要解决的关键技术之一。因此,本文将膜乳化技术与水悬浮造粒技术相结合,开发出具有普适性的膜乳化辅助悬浮组装制备含能微球技术,制备了粒径均一的RDX基、HNS基、HMX基含能微球,系统研究了工艺参数对含能微球形貌和粒径的影响规律,对优化工艺所得样品的性能进行测试和分析。主要的研究内容如下:(1)以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)和乙基纤维素(EC)为黏结剂,采用预混膜乳化法制备了RDX/GAP/EC复合微球,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、BAM撞击感度仪和BAM摩擦感度仪对其性能进行表征。结果表明:用200 m L乳液制得的模板所得到的RDX/GAP/EC复合微球球形度较其余两种乳液模板制得的微球球形度分别提高了0.151和0.069,与原料RDX相比,用200 m L乳液模板制得的RDX/GAP/EC复合微球,粒径范围270～450μm,较为均一;此外,复合微球晶型未发生改变,活化能提高了20 k J/mol,热爆炸临界温度提高了30℃,撞击感度和摩擦感度能量分别提高了3.5 J和48 N。(2)以硝化棉(NC)为黏结剂,采用快速膜乳化法制备了HNS微球,研究了NC溶液浓度、搅拌速度和聚乙烯醇(PVA)溶液浓度对微球粒径和形貌的影响规律。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DTA)和休止角测定仪等仪器对其进行表征和分析。结果表明:随着油相NC浓度的增大,体系粘度增大,乳滴破碎的程度随着粘度的增大而降低;搅拌速度会影响乳液的稳定性及乙酸乙酯的挥发速度,进而影响微球的均一性;外水相中的稳定剂在制备微球的过程中起着重要的作用,可以防止液滴在乳化和溶剂去除过程中聚结;在5 wt%NC溶液浓度,搅拌速度为100 r/min和2 wt%PVA溶液浓度等工艺参数下,所制备的HNS微球与细化HNS相比,粒径分布较为均匀,球形度与其他工艺参数所得到的微球相比,该工艺的球形度最高,球形度为0.985,晶型未发生改变,活化能提高114.95 k J/mol,HNS原料和微球的休止角为42.2°和25.2°,流散性得到明显改善。(3)采用快速膜乳化法制备了不同HMX基复合微球,研究了不同聚合物种类和悬浮方式对微球形貌的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和休止角测定仪等手段对其进行表征和分析。结果表明:通过单一乳液(O/W)和复合乳液(W/O/W)两种悬浮方式可制备不同粒径的HMX基复合微球,微球与细化HMX相比,形貌规整,晶型未发生改变;同时HMX基微球较于原料HMX的休止角分别降低了20°、23°以及30°,流散性得到明显改善,复合微球HMX-4、HMX-7和HMX-8的撞击感度能量分别提高了6 J、7 J和9 J,摩擦感度能量分别提高了60 N、84 N和108 N,极大降低了HMX的机械感度。通过快速膜乳化技术,能够为制备粒径可控的含能复合微球提供一种解决方案。

关键词：膜乳化悬浮组装 PBX炸药含能复合微球窄粒度分布

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