【摘 要】
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1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)是一种极具应用价值的新型高能低感炸药,但由于工业品TKX-50存在晶体形貌不规则、长径比较大等问题,制约了TKX-50的规模化应用。为解决上述问题,本文对TKX-50晶体球形化控制技术进行了研究。主要工作有:(1)使用Materials Studio软件预测了TKX-50真空形貌,计算了TKX-50在单一溶剂水和六种体积比为1:1的二元溶剂
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1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)是一种极具应用价值的新型高能低感炸药,但由于工业品TKX-50存在晶体形貌不规则、长径比较大等问题,制约了TKX-50的规模化应用。为解决上述问题,本文对TKX-50晶体球形化控制技术进行了研究。主要工作有:(1)使用Materials Studio软件预测了TKX-50真空形貌,计算了TKX-50在单一溶剂水和六种体积比为1:1的二元溶剂体系(甲酸/水、乙酸/水、乙醇/水、乙二醇(EG)/水、N-甲基吡咯烷酮(NMP)/水和二甲基亚砜(DMSO)/水)中的各晶面的修正附着能,通过修正附着能数据,预测了TKX-50在各溶剂中的晶体形貌,计算了模拟结果的长径比。结果表明:有利于TKX-50球形化的溶剂为水和体积比为1:1的二元溶剂乙醇/水。(2)采用降温结晶法,重点探究了溶剂种类和17种晶形控制剂对TKX-50晶体形貌的影响,确定以低成本、绿色环保的水为溶剂,添加剂A为晶形控制剂。在此基础上,研究了起始温度、搅拌速率、降温速率、晶形控制剂用量以及超声处理时间等因素对TKX-50晶体形貌的影响,得出了TKX-50结晶球形化最优工艺:采用降温结晶法,以水为溶剂,添加溶质质量1%的添加剂A,起始温度80℃,搅拌速率300 r/min,降温速率0.5℃/min,降温至20℃,静置养晶1 h,过滤、洗涤、干燥得TKX-50样品,将所得晶体在乙醇溶剂中超声处理20 min。(3)对TKX-50原料和重结晶制备的菱面体、类立方体1、类立方体2进行了红外光谱、粒度、热分解性能和感度研究。结果表明,由最优工艺制备的类立方体2中位粒径D50约90μm、长径比接近1、表面缺陷少且光滑;其热稳定性最好、感度最低。相较于原料,类立方体2第一阶段分解峰温(升温速率10℃/min)提高了8.8℃,热分解峰温Tp0和热爆炸临界温度Tb分别提高了14.2℃和15.56℃,特性落高H50提高了25.0 cm,摩擦感度爆炸百分数降低了44%。
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