HMX基PBX钝感传爆药的制备及性能研究

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奥克托今(HMX)是目前能量高、综合性能优越的炸药,但其机械感度和冲击波感度较高,在许多条件下限制了其应用。因此采用加入钝感剂或利用惰性粘结剂包覆成类球形小颗粒减小表面缺陷以达到降低其感度的作用,并且可以起到更好的稳定性和安全性。本文以奥克托今(HMX)高能单质炸药为主体炸药,利用溶液-水悬浮法以F2602为粘结剂,分别以Span-80、Tween-80、PVA、糊精为表面活性剂,制备了HMX基PBX;选取最优表面活性剂,加入TATB钝感剂,制备了含TATB的HMX基传爆药,并对其进行了表征和性能测试。主要研究内容有如下几个方面:(1)通过自制的超声喷雾细化装置制备得到亚微米级HMX,细化过程中分别采用二甲基亚砜、丙酮和硝酸为溶剂,以无水乙醇、水和氯代烷烃为非溶剂进行试验得到细化HMX,最后将细化后的HMX进行表征和性能测试分析,得到最佳的溶剂和非溶剂分别为二甲基亚砜和乙醇。(2)通过自制喷射细化装置在最佳溶剂和非溶剂的条件下制备细化HMX,对其进行表征和性能测试分析,与喷雾细化法比较得到喷射法细化HMX晶体整体趋于球形,粒径分布更为均匀,分散程度更高。两种方法制备的HMX晶型与原料HMX一致均为β型,说明细化过程不会影响其晶型;热安定性较原料HMX没有明显的变化;撞击感度较原料有所降低,喷射细化后的超细HMX撞击感度略优于喷雾细化HMX的撞击感度。(3)使用溶液-水悬浮法工艺,以F2602为粘结剂,分别以Span-80、Tween-80、PVA、糊精为表面活性剂制备HMX基PBX。对制得的PBX进行表征分析得到使用Span-80制备HMX基PBX时粒子表面光滑,表面具有良好的包覆层;经过X-射线衍射仪(XRD)分析可知HMX晶型没有发生变化;经过DSC分析表明在包覆HMX的过程中加入表面活性剂对制得的PBX热性能没有明显的影响;最后进行撞击感度测试,加入表面活性剂制备的PBX撞击感度均有所提高,其中加入Span-80提高的最多,说明加入Span-80对HMX基PBX起到了最佳作用。(4)使用溶液-水悬浮法工艺,以F2602为粘结剂,Span80为表面活性剂制备了含TATB不同比例的TATB/HMX基PBX炸药,通过X射线衍射测试,得到的TATB/HMX基PBX炸药的衍射角与原料HMX和原料TATB能够相对应。因此,在包覆制粒TATB/HMX基PBX的过程中,TATB和HMX的晶型结构没有发生变化。利用SEM对其进行形貌分析得到TATB/HMX基PBX呈类球形颗粒,随着TATB含量的增加,制备得到的PBX表面更加密实包覆效果更好。经过DSC分析表明制备得到的TATB/HMX基PBX粒子的表观活化能和指前因子较原料均有所升高,当TATB含量为10%时表观活化能最高。最后通过撞击感度测试得到TATB/HMX基PBX粒子的H50较原料HMX均有所上升,当TATB含量为10%时其特性落高最大,PBX感度最低。
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