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镧系金属磺酸盐催化剂在CL-20合成中的应用

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火炸药学报 2017年第5期40卷 19-23页

作者：杨超飞石磊谯娟钱华刘大斌南京理工大学化工学院江苏南京210094 西安近代化学研究所陕西西安710065 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094

针对N_2O_5/HNO_3硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)合成六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)反应时间长、收率低的缺点,以甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、2-萘磺酸及三氟甲磺酸的镧系金属盐为催化剂,通过N_2O_5/HNO_3硝化TAIW合成CL-20;研究了... 详细信息

针对N_2O_5/HNO_3硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)合成六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)反应时间长、收率低的缺点,以甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、2-萘磺酸及三氟甲磺酸的镧系金属盐为催化剂,通过N_2O_5/HNO_3硝化TAIW合成CL-20;研究了镧系金属磺酸盐种类和用量、反应时间、循环利用次数对CL-20收率和纯度的影响。结果表明,金属钐的磺酸盐具有较好的催化性能,其中对甲苯磺酸钐(Sm(Tos)3)催化性能最优;当反应温度为65~75℃,反应时间为4h,投料比m(Sm(Tos)3)∶m(TAIW)∶m(N_2O_5)∶V(HNO_3)=0.3g∶3g∶4g∶15mL时,CL-20收率为95.2%,纯度为98.6%;重复使用5次后,催化性能无明显降低。

关键词：六硝基六氮杂异伍兹烷 CL-20 N2O5 四乙酰基六氮杂异伍兹烷 TAIW 镧系金属磺酸盐硝化反应

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高致密球形RDX基浇注炸药的性能

含能材料 2020年第3期28卷 223-228页

作者：姜洪伟赵雪芮久后钱华刘大斌南京理工大学化工学院江苏南京210094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094

为探索高致密球形黑索今(H-RDX)与普通黑索今(RDX)对浇注炸药性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对两者的晶体形貌、热稳定性及机械感度进行评估;同时以典型浇注配方为例,探讨RDX类别对药浆黏度、药柱密度、爆... 详细信息

为探索高致密球形黑索今(H-RDX)与普通黑索今(RDX)对浇注炸药性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对两者的晶体形貌、热稳定性及机械感度进行评估;同时以典型浇注配方为例,探讨RDX类别对药浆黏度、药柱密度、爆速和冲击波感度的影响规律。结果表明:H-RDX表面光滑,晶体缺陷少,球形度高;与普通RDX相比,H-RDX的热分解表观活化能Ea和活化焓ΔH分别高10.79 kJ·mol^-1和10.81 kJ·mol^-1,撞击和摩擦感度分别降低20%和8%;相同配方下药浆黏度降低41%~45%,药柱密度提高0.6%~3.9%,爆速提高1%~3%,冲击波感度降低10%~14%,表现出更优的工艺性能、爆轰性能及安全性能。

关键词：高致密球形黑索今(RDX) 浇注炸药

约束对DNAN基熔铸炸药点火反应特性的影响

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火炸药学报 2023年第12期46卷 1086-1092页

作者：马腾董小丽杨年刘静平罗一民徐森刘大斌万敏南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 南京理工大学发射动力研究所江苏南京210094 国家民用爆破器材质量监督检测中心江苏南京210094 青岛海关技术中心山东青岛266599

为了探究约束对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药点火反应特性的影响,设计了不同壁厚条件下单端点火试验和相同壁厚的爆轰试验;基于爆炸相似理论,通过对比爆轰试验与点火试验产生的冲击波超压,估算了炸药在点火试验中产生的等效反应药... 详细信息

为了探究约束对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药点火反应特性的影响,设计了不同壁厚条件下单端点火试验和相同壁厚的爆轰试验;基于爆炸相似理论,通过对比爆轰试验与点火试验产生的冲击波超压,估算了炸药在点火试验中产生的等效反应药量。结果表明,DNAN基熔铸炸药在一般约束条件下(壁厚小于10mm),经黑火药引燃后仅发生燃烧反应;在强约束条件下(壁厚20、30、40及50mm)反应更为剧烈,但未发生典型的燃烧转爆轰过程,反应烈度为爆燃或爆炸级。DNAN基熔铸炸药发生反应的等效反应药量随着管体壁厚增大,爆炸百分比从23.9%依次增加至34.8%、77.3%及78.7%。可知在一定范围内增强约束条件,炸药燃烧进程会随之加快,反应更为剧烈,但当约束条件足够强时,这种促进作用将不再明显。

关键词：爆炸力学熔铸炸药 2,4-二硝基苯甲醚 DNAN 点火反应约束条件等效反应药量

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含储氢材料的RDX基混合炸药能量输出特性

含能材料 2021年第10期29卷 964-970页

作者：吴星亮徐飞扬王旭董卓超马腾罗一民徐森曹卫国刘大斌南京理工大学化工学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094 中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

为了研究含Mg基储氢材料、含Ti基储氢材料、含ZrH2储氢材料等三种混合炸药的能量输出特性,采用恒温式爆热量热仪和水下爆炸系统分别研究了3种含储氢材料混合炸药的爆热和水下能量特征。结果表明:在RDX/储氢材料/AP/others温压配方体系... 详细信息

为了研究含Mg基储氢材料、含Ti基储氢材料、含ZrH2储氢材料等三种混合炸药的能量输出特性,采用恒温式爆热量热仪和水下爆炸系统分别研究了3种含储氢材料混合炸药的爆热和水下能量特征。结果表明:在RDX/储氢材料/AP/others温压配方体系中,3种含储氢材料炸药爆热的关系为含Mg基>含Ti基>>含ZrH2,爆热值分别为7587.0606,6416.4741,3950.6279 kJ·kg-1,表明含储氢材料炸药的爆热与储氢材料的化学潜能呈正相关。水下爆炸中,含储氢材料混合炸药的冲击波峰值压力、冲量、能流密度、冲击波能的大小关系保持一致,从大到小依次为含Mg基、含Ti基、含ZrH2储氢材料混合炸药,冲击波能依次分别为1.41倍、1.26倍、0.97倍TNT当量,表明活性高、潜能大的储氢材料对水下爆炸冲击波的推动作用更大。储氢材料在水下爆炸能量中主要贡献在气泡脉动上,含Mg基、含Ti基、含ZrH2储氢材料混合炸药的气泡能分别为2.17倍、1.78倍、0.86倍TNT当量,表明Mg基储氢材料在二次反应能量释放程度上最优,其次是Ti基储氢材料,ZrH2的反应程度最低。3种含储氢材料混合炸药的水下爆炸能量和爆热的大小趋势保持一致,总体能量水平依次是含Mg基>含Ti基>>含ZrH2。含Mg储氢材料炸药的水下爆炸能量最大,达到2.02倍TNT当量。ZrH2在温压体系配方中的适用性不强,爆热和水下爆炸能量均低于TNT。

关键词：储氢材料爆热水下爆炸冲击波气泡脉动能量特性 TNT当量

温控两相聚合型离子液体-纳米金催化苯乙烯环氧化反应

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化工进展 2017年第8期36卷 2949-2954页

作者：毕波谯娟钱华南京理工大学化工学院江苏南京210094 西安近代化学研究所陕西西安710061 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094

针对环氧苯乙烷制备过程中存在催化剂回收困难、催化剂活性低等缺陷,本文利用温控两相离子液体的"高温均相反应、低温两相分离"的特点及聚合物大分子在反应体系中性能稳定、不易流失的优点,结合过渡金属的高效催化能力设计合成出一种具... 详细信息

针对环氧苯乙烷制备过程中存在催化剂回收困难、催化剂活性低等缺陷,本文利用温控两相离子液体的"高温均相反应、低温两相分离"的特点及聚合物大分子在反应体系中性能稳定、不易流失的优点,结合过渡金属的高效催化能力设计合成出一种具有温控两相功能、催化活性高、流失量小、易回收的聚合型离子液体-纳米金催化剂。其催化苯乙烯环氧化反应结果显示:聚合离子液体-纳米金催化剂具有催化活性高、流失量小、回收方便的优点,苯乙烯的转化率为97.8%,环氧苯乙烷的选择性为81.9%。

关键词：催化剂活性温控两相离子液体转化率选择性

小药量RDX基PBX的热爆炸特性及对大药量热安全性的预测

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爆破器材 2024年第3期53卷 17-25页

作者：柴悦姜林李宓马腾吴星亮徐森南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量检验检测中心江苏南京210094

为研究高聚物黏结炸药(PBX)的热分解特性和热安全性,探究了2种小药量试验对PBX的自加速分解温度(SADT)预测的准确性。采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热加速量热仪(ARC)同时研究了一种典型RDX基PBX的热分解行为,分别计算了PBX的热动力学及... 详细信息

为研究高聚物黏结炸药(PBX)的热分解特性和热安全性,探究了2种小药量试验对PBX的自加速分解温度(SADT)预测的准确性。采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热加速量热仪(ARC)同时研究了一种典型RDX基PBX的热分解行为,分别计算了PBX的热动力学及热安全性参数。基于Semenov理论,进一步计算得到2种热分析方法下PBX的SADT,并结合等温储存试验验证了结果的准确性。DSC分析得到,PBX的活化能为125.70 kJ/mol,热爆炸临界温度为460.08 K,10 g量级的不归还温度T_(NR)为417.22 K,SADT为405.72 K;ARC分析得到,10 g量级的PBX的T_(NR)为427.97 K,SADT为421.57 K。通过7 d恒温热爆炸试验,确定PBX的最小SADT为418.15 K,证明基于ARC的小药量试验预测大药量样品的热安全性更符合实际情况。可用于解决炸药在储存、生产、运输和使用等过程中的安全问题。

关键词：高聚物黏结炸药(PBX) 热分解特性热动力学热安全性自加速分解温度(SADT)

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冲击波在有机玻璃中衰减特性的数值模拟与实验研究

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南京理工大学学报 2012年第6期36卷 1059-1064页

作者：姜夕博饶国宁徐森郭耸王建灵金朋刚彭金华南京理工大学化工学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094 西安近代化学研究所陕西西安710065

为了研究《国家军用标准—炸药试验方法—卡片式隔板法》(国军标)条件下冲击波在有机玻璃中的衰减特性,对其传播规律和衰减特性进行了数值模拟研究。采用显示有限元程序AUTODYN,并利用理论计算及锰铜压力计测试方法验证了数值模拟的可... 详细信息

为了研究《国家军用标准—炸药试验方法—卡片式隔板法》(国军标)条件下冲击波在有机玻璃中的衰减特性,对其传播规律和衰减特性进行了数值模拟研究。采用显示有限元程序AUTODYN,并利用理论计算及锰铜压力计测试方法验证了数值模拟的可靠性。结果表明:通过实验测得的国军标条件下冲击波在有机玻璃中的衰减规律为p=17.0e-0.0537x,数值模拟结果与实验结果基本吻合,能够准确预测冲击波在有机玻璃中的衰减规律。利用数值模拟方法分析讨论了冲击波压力在隔板中的衰减特性。研究发现:随着隔板长度的增加侧向稀疏波的影响将会越来越显著。

关键词：冲击波有机玻璃衰减特性隔板侧向稀疏波

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杀虫双合成工艺磺化反应热危险性研究

化学工程 2021年第12期49卷 65-70页

作者：张卓李芳潘峰钱华南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094

为了研究杀虫双合成工艺磺化反应的热危险性,采用反应量热仪(RC1e)研究磺化反应过程的热效应;采用绝热加速量热仪(ARC)测试磺化反应后混合物料的绝热分解特性,并开展动力学研究。RC1e实验结果表明:磺化反应总放热量为76.25 kJ,绝热温升... 详细信息

为了研究杀虫双合成工艺磺化反应的热危险性,采用反应量热仪(RC1e)研究磺化反应过程的热效应;采用绝热加速量热仪(ARC)测试磺化反应后混合物料的绝热分解特性,并开展动力学研究。RC1e实验结果表明:磺化反应总放热量为76.25 kJ,绝热温升ΔT_(ad)为29.79 K,最高合成反应温度为84.79℃,技术最高温度为77.4℃。ARC实验结果表明,磺化反应混合物料的绝热分解分为2个阶段,第1阶段放热在126.1—131.9℃,绝热温升为5.8 K,放热量为31.1 kJ/kg;第2阶段放热在145.8—156.9℃,绝热温升为11.1 K,放热量为59.5 kJ/kg。根据ARC实验第1阶段绝热分解动力学分析,得到活化能E_(a)为509.65 kJ/mol,指前因子A为5.65×10^(62)s^(-1),求得失控反应最大反应速率时间。根据RC1e和ARC实验结果,对杀虫双合成工艺磺化反应进行热危险性评估。

关键词：杀虫双磺化反应热危险性反应量热仪绝热加速量热仪动力学评估

氯化钾对硝酸铵爆炸性能和热稳定性的影响（英文）

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含能材料 2017年第6期25卷 520-528页

作者：谭柳刘大斌徐森夏良红吴秋杰南京理工大学化工学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094 江西国泰民爆集团股份有限公司江西南昌330096

为了研究氯化钾(KCl)对硝酸铵(AN)爆炸性能和热稳定性的影响,用溶液混合法和机械混合法制备了含KCl的改性AN。采用差示扫描量热仪(DSC)、绝热量热仪(ARC)、联合国隔板试验、克南试验对AN的爆炸性能和热稳定性能进行了研究。结果表明,用... 详细信息

为了研究氯化钾(KCl)对硝酸铵(AN)爆炸性能和热稳定性的影响,用溶液混合法和机械混合法制备了含KCl的改性AN。采用差示扫描量热仪(DSC)、绝热量热仪(ARC)、联合国隔板试验、克南试验对AN的爆炸性能和热稳定性能进行了研究。结果表明,用溶液混合法所得含10%KCl的改性AN的放热峰温度从286℃降低到250.84℃,而改性AN初始反应峰温度从204.33℃增加到220.17℃,显示KCl能促进AN的热分解过程而不影响AN热分解反应的第一步。爆轰试验表明,KCl能在一定程度上降低AN的热敏感度和传播爆轰的能力。溶液混合法与机械混合法相比,抑制AN爆轰所需KCl的添加量可降低20%。混合方法对AN的爆轰性能有着重要的影响。

关键词：硝酸铵(AN) 混合方法爆炸性能热稳定性