论文部分内容阅读
共结晶技术是一种改善化合物性能有效的方法,通过将两种不同种类的炸药在分子层面上进行结合形成共晶体,可改善炸药的爆炸力、热稳定性、感度等性能。六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)是目前能量最高的单质炸药之一,其爆速、爆压、密度等都优于当前军用主炸药奥克托今(HMX),但由于其安全性不理想,严重制约了它的发展应用。本论文采用溶剂挥发法探索了CL-20炸药的系列共结晶体的制备,并通过三维显微镜,红外光谱测试(IR)、差示扫描量热测试(DSC)、热失重测试(TG)、粉末X射线衍射测试(XRD)等测试手段对共结晶体的性能进行了表征和分析。论文的主要工作如下:(1)以乙醇为溶剂,探索了CL-20/DNP(六硝基六氮杂异伍兹烷/3,4-二硝基吡唑)共结晶体的制备,并通过三维显微镜观察了共结晶体的形貌,发现晶体透亮,表面光滑,晶体的尺寸较大,与原料组分明显不同。通过分析共结晶体的红外光谱图、粉末X射线衍射谱图,可初步推测DNP氮上的氢原子与CL-20的硝基氧原子之间相互作用形成了氢键,共结晶体的熔点较DNP提高了约74℃,共结晶体的热分解性能有别于各原料单组分。(2)通过溶剂挥发法探索制备了摩尔比为2:1的CL-20/HMX(六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今)共结晶体,该晶体呈现规整的无色立方体结晶。晶体的热分解温度247.6℃,比原料CL-20的热分解温度244.8℃高,晶体的热稳定性略有提高。(3)探究了摩尔比为1:1的CL-20/RDX(六硝基六氮杂异伍兹烷/黑索金)共结晶体的制备,所得晶体的表面光滑,发亮,其原因可能是晶体的微观结构发生了改变,从而使得宏观形貌也发生了变化。DSC测试结果研究发现,晶体具有不同于各原料组分的独特的热分解性能。(4)探索了摩尔比是1:1的CL-20/NH4NO3(六硝基六氮杂异伍兹烷/硝酸铵)共结晶体的制备,所得晶体透亮、且尺寸较大。通过红外光谱测试、DSC测试及TG测试的结果可以得出:晶体的热分解温度与原料CL-20的比较接近,热失重温度介于两种原料组分之间。