CL-20炸药系列共结晶体系的研究

发布时间：2017-05-07 17:15

  本文关键词：CL-20炸药系列共结晶体系的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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。
【关键词】：共结晶 CL-20 制备 性能
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ560.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-27
• 1.1 晶体工程11-12
• 1.2 晶体工程设计12-13
• 1.3 晶体生长的基本原理13-14
• 1.3.1 晶体生长的热力学原理13
• 1.3.2 晶体生长的动力学原理13-14
• 1.3.3 共晶形成的原理14
• 1.4 晶体生长方法14-17
• 1.4.1 熔体法晶体生长14-15
• 1.4.2 溶液法晶体生长15-16
• 1.4.3 气相晶体生长方法16-17
• 1.5 CL-20、DNP、HMX、RDX、NH4NO3简介17-20
• 1.5.1 CL-20 简介17-18
• 1.5.2 DNP 简介18
• 1.5.3 HMX 简介18-19
• 1.5.4 RDX 简介19-20
• 1.5.5 NH4NO3简介20
• 1.6 高能钝感炸药的研究20-21
• 1.7 共晶体研究进展21-25
• 1.7.1 共晶体在医药领域的研究22-23
• 1.7.2 共晶体在炸药领域的研究23-25
• 1.8 论文选题的目的意义和内容25-27
• 1.8.1 论文选题的目的意义25
• 1.8.2 论文的内容25-27
• 2 CL-20 炸药系列共结晶体的测试与表征方法27-32
• 2.1 三维显微镜测试27
• 2.2 红外光谱测试27-28
• 2.3 差示扫描量热测试28-29
• 2.4 热失重测试29
• 2.5 粉末 X 射线衍射测试29-31
• 2.6 实验仪器31-32
• 3 CL-20/DNP 共结晶体系的研究32-41
• 3.1 实验部分32-33
• 3.1.1 实验药品32
• 3.1.2 CL-20/DNP 共结晶体的制备32-33
• 3.2 实验结果与讨论33-40
• 3.2.1 三维显微镜测试结果分析33-35
• 3.2.2 红外光谱测试结果分析35-36
• 3.2.3 差示扫描量热测试结果分析36-37
• 3.2.4 热失重测试结果分析37-38
• 3.2.5 粉末 X 射线衍射测试结果分析38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 4 CL-20/HMX 共结晶体系的研究41-48
• 4.1 实验部分41-42
• 4.1.1 实验药品41
• 4.1.2 CL-20/HMX 共结晶体的制备41-42
• 4.2 实验结果与讨论42-47
• 4.2.1 三维显微镜测试结果分析42-44
• 4.2.2 红外光谱测试结果分析44-45
• 4.2.3 差示扫描量热测试结果分析45-46
• 4.2.4 热失重测试结果分析46-47
• 4.3 本章小结47-48
• 5 CL-20/RDX 共结晶体系的研究48-55
• 5.1 实验部分48-49
• 5.1.1 实验药品48
• 5.1.2 CL-20/RDX 共结晶体的制备48-49
• 5.2 实验结果与讨论49-54
• 5.2.1 三维显微镜测试结果分析49-51
• 5.2.2 红外光谱测试结果分析51-52
• 5.2.3 差示扫描量热测试结果分析52-53
• 5.2.4 热失重测试结果分析53-54
• 5.3 本章小结54-55
• 6 CL-20/NH4NO3共结晶体系的研究55-62
• 6.1 实验部分55-56
• 6.1.1 实验药品55
• 6.1.2 CL-20/NH4NO3共结晶体的制备55-56
• 6.2 实验结果与讨论56-61
• 6.2.1 三维显微镜测试结果分析56-58
• 6.2.2 红外光谱测试结果分析58-59
• 6.2.3 差示扫描量热测试结果分析59-60
• 6.2.4 热失重测试结果分析60-61
• 6.3 本章小结61-62
• 7 结论62-64
• 参考文献64-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果69-70
• 致谢70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭长艳;张浩斌;王晓川;孙杰;;共晶炸药研究进展[J];材料导报;2012年19期

2 杨雪芹;常双君;赵芦奎;刘爱传;高玉猛;;包覆改性RDX及其在CMDB推进剂中的应用[J];爆破器材;2014年06期

3 封雪松;赵省向;李小平;;一种重结晶黑索今的冲击波感度研究[J];含能材料;2007年06期

4 曾贵玉;聂福德;刘兰;陈瑾;黄辉;;聚氨酯原位结晶包覆HMX的研究[J];含能材料;2011年02期

5 高缘;祖卉;张建军;;药物共晶研究进展[J];化学进展;2010年05期

6 郭长艳;张浩斌;王晓川;刘晓锋;刘渝;孙杰;;7种BTF共晶的制备与表征[J];含能材料;2012年04期

7 杨宗伟;张艳丽;李洪珍;周小清;聂福德;李金山;黄辉;;CL-20/TNT共晶炸药的制备、结构与性能[J];含能材料;2012年06期

8 王玉平;杨宗伟;李洪珍;王建华;周小清;张祺;;CL-20/DNB共晶炸药的制备与表征[J];含能材料;2013年04期

9 韩豪;曹端林;胡志勇;李永祥;;氮杂杯[6]芳烃及其叠氮衍生物与RDX、HMX的配合研究[J];山东化工;2010年02期

10 贺东海,赵光辉,王关斌,刘圣宽,王成福;共晶体木糖醇/山梨醇的合成研究[J];当代化工;2005年01期

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本文编号：350289