无氯TATB合成工艺及其应用研究
发布时间：2021-02-13 20:29
TATB是一种常用的性能优良的单质钝感炸药。目前,国内外生产TATB的主要方法是均三氯苯法,该方法制备的产品中含有氯杂质。TATB的含氯量是一项很重要的技术指标,氯杂质含量高,直接影响产品的热安定性等性能,对药柱成型、药柱强度、金属弹体等有不良作用,并且对环境造成污染。近年来,为了解决TATB含氯的问题,以无氯原料代替均三氯苯的新合成路线已成为研究热点。本文综述了大批量生产TATB的工艺研究进展,在此基础上开发了一条无氯TATB的大批量生产工艺,重点探讨了合成无氯TATB的工艺路线及放大效应,解决了工艺中存在的硝化产物感度高、高压反应设备的使用及产品中含氯等问题。研究以间苯三酚为原料,经低温混酸硝化、原甲酸三乙酯乙基化和常压催化胺化反应合成TATB的实验室制备技术,反应总收率达到80%。研究以18-冠-6-醚为相转移催化剂、氨水为胺化剂的常压催化胺化反应,胺化反应收率达到96%,产品纯度达到98%,与高压胺化反应相当。通过催化胺化反应表观动力学的研究,建立了拟一级反应动力学模型,根据不同温度下的速率常数求出反应的表观活化能Ea为12.312kJ mol-1,得出了胺化反应的机理为萃取机...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２冷却重结晶过程中添加晶型修饰剂得到的ＴＡＴＢ晶型（ａ．添加，ｂ．不添加）??Ｆｏｌｔｚ［５９＾在使用ＤＭＳＯ重结晶ＴＡＴＢ时加入二叔丁基羟基甲苯（ＢＨＴ，Ｂｕｔｙｌａｔｅｄ??
杨利等［６７］在重结晶ＴＡＴＢ过程中添加烷基苯磺酸盐类离子型表面活性剂和聚乙烯醚??类非离子型表面活性剂为晶型修饰剂制备了分散性良好的类椭圆形和球形的晶体，如图??１．３所示。??王鼎等［７６］通过添加晶型修饰剂Ｓｐａｎ－６０使ＣＬ－２０晶型趋近球形，表面光滑，颗粒比??较均匀。在苦味酸钾结晶过程中，王志新等［７７］通过添加晶型修饰剂和控制其他影响因素，??制备出晶型规则、粒度均匀、流散性良好的苦味酸钾晶体。在ＴＡＴＢ的重结晶工艺中，??添加晶型修饰剂来控制晶体形貌和粒径分布是一种十分有效可行的方法＝??１．２．２．２晶种在ＴＡＴＢ晶体形貌控制中的应用??ＴＡＴＢ冷却重结晶过程中，１００°Ｃ以上时，由于ＴＡＴＢ的溶解度随温度改变而急剧变??化，因此体系降温初期过饱和度很高，不容易控制，类似于沉淀结晶过程。多数时候，??难溶物质沉淀析出过程中，一开始过饱和度都很高，导致初级成核速率也就非常大［７８］，??最终生成针状、片状晶体，或造成细小晶体的粘聚，严重的还可能生成无定形沉淀，降??低了产品的流散性和均匀性，不利于晶体的后续使用。为了得到规则的晶型，狭窄的粒??径分布，提高晶体产品的品质，非常有效的方法就是在沉淀结晶的初期加入晶种。因此，??可以将晶种法引进ＴＡＴＢ冷却重结晶过程中。??
图丨．４微米级ＴＡＴＢ为晶种得到的ＴＡＴＢ晶型（ａ．２倍过饱和溶液，ｂ．１．５倍过饱和溶液）??张浩斌等［６５］通过加热搅拌将适量ＴＡＴＢ完全溶于ＤＭＳＯ中，随后向体系添加不同??量的水，析出沉淀后再进一步降温使ＴＡＴＢ完全析出，得到较好的球形颗粒，如图１．５??所示。但是在高温下向体系加水，实验操作带有一定的危险性，且加水析出的晶粒大小??分布不容易控制。??＿??图１．５高温加水析出的晶体为晶种得到的ＴＡＴＢ晶型??１．２?Ｊ?ＴＡＴＢ基不敏感混合炸药研宄进展??保留炸药的高能特性，同时使混合炸药具有不敏感特性，是混合炸药发展的重要方??向。很多常用的猛炸药（如ＲＤＸ和ＨＭＸ）对冲击和热是相当敏感的，这导致人们采用??对冲击和枪击都较钝感的猛炸药，如ＴＡＴＢ、ＨＮＳ等。安全是头等重要的，采用对摩擦、??撞击都十分钝感且引燃温度极高的ＴＡＴＢ，可避免发生意外事故。现在，很多钝感混合??炸药／ＰＢＸ都是以ＴＡＴＢ为基的。ＴＡＴＢ具有足够的能量，但略逊于Ｂ炸药。钝感炸药??ＰＢＸ－９５０４含８５％ＴＡＴＢ及１５°／〇ＨＭＸ，该ＰＢＸ在能量和感度间达到最佳平衡［｜７］。??由于ＴＡＴＢ的低感度性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]TATB/HMX共晶炸药的制备及性能研究[J]. 侯聪花,刘志强,张园萍,陈云阁,张诗敏. 火炸药学报. 2017(04)
[2]不敏感弹药及其引信技术发展综述[J]. 殷瑱,王雨时,闻泉,张志彪,闫丽. 探测与控制学报. 2017(03)
[3]CL-20/TATB粘结炸药制备及其表征[J]. 侯聪花,于卫龙,贾新磊,王晶禹. 火工品. 2016(03)
[4]TATB原位包覆CL-20的研究[J]. 董璐阳,盛涤伦,陈利魁,朱雅红,王培勇,刘丽娟. 火工品. 2016(01)
[5]溶剂-非溶剂法CL-20/TATB共同结晶降低CL-20感度的实验研究[J]. 李斌,齐秀芳,吴伟明,杨富麟,赵莎,汤小龙,张星. 化学试剂. 2016(02)
[6]TATB/HMX基PBX的水悬浮包覆工艺研究[J]. 雷英春,王晶禹. 火炸药学报. 2015(04)
[7]不敏感炸药发展现状及方向概述[J]. 邢晓玲,赵省向,刁小强,李文祥. 飞航导弹. 2015(01)
[8]溶剂-非溶剂法在奥克托今球形化重结晶中的应用[J]. 刘飞,吴晓青,艾罡,王志强,李伟. 天津化工. 2011(04)
[9]原位合成钝感混合炸药HMX/TATB[J]. 黄凤臣,邓明哲. 火炸药学报. 2011(01)
[10]Span类表面活性剂对CL-20重结晶的影响[J]. 王鼎,曹端林,王建龙,杨克明. 火炸药学报. 2010(05)
硕士论文
[1]TATB的重结晶工艺研究[D]. 陈磊.南京理工大学 2015
[2]奥克托今的球形化研究[D]. 刘飞.中北大学 2012
[3]太安重结晶球形化工艺研究[D]. 王相元.中北大学 2009
[4]重结晶过程中HMX晶形影响因素与球形化工艺研究[D]. 安崇伟.中北大学 2005
[5]TATB基高聚物粘结炸药（PBX）配方设计的分子水平研究[D]. 谷成刚.南京理工大学 2004
本文编号：3032539
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２冷却重结晶过程中添加晶型修饰剂得到的ＴＡＴＢ晶型（ａ．添加，ｂ．不添加）??Ｆｏｌｔｚ［５９＾在使用ＤＭＳＯ重结晶ＴＡＴＢ时加入二叔丁基羟基甲苯（ＢＨＴ，Ｂｕｔｙｌａｔｅｄ??
杨利等［６７］在重结晶ＴＡＴＢ过程中添加烷基苯磺酸盐类离子型表面活性剂和聚乙烯醚??类非离子型表面活性剂为晶型修饰剂制备了分散性良好的类椭圆形和球形的晶体，如图??１．３所示。??王鼎等［７６］通过添加晶型修饰剂Ｓｐａｎ－６０使ＣＬ－２０晶型趋近球形，表面光滑，颗粒比??较均匀。在苦味酸钾结晶过程中，王志新等［７７］通过添加晶型修饰剂和控制其他影响因素，??制备出晶型规则、粒度均匀、流散性良好的苦味酸钾晶体。在ＴＡＴＢ的重结晶工艺中，??添加晶型修饰剂来控制晶体形貌和粒径分布是一种十分有效可行的方法＝??１．２．２．２晶种在ＴＡＴＢ晶体形貌控制中的应用??ＴＡＴＢ冷却重结晶过程中，１００°Ｃ以上时，由于ＴＡＴＢ的溶解度随温度改变而急剧变??化，因此体系降温初期过饱和度很高，不容易控制，类似于沉淀结晶过程。多数时候，??难溶物质沉淀析出过程中，一开始过饱和度都很高，导致初级成核速率也就非常大［７８］，??最终生成针状、片状晶体，或造成细小晶体的粘聚，严重的还可能生成无定形沉淀，降??低了产品的流散性和均匀性，不利于晶体的后续使用。为了得到规则的晶型，狭窄的粒??径分布，提高晶体产品的品质，非常有效的方法就是在沉淀结晶的初期加入晶种。因此，??可以将晶种法引进ＴＡＴＢ冷却重结晶过程中。??
图丨．４微米级ＴＡＴＢ为晶种得到的ＴＡＴＢ晶型（ａ．２倍过饱和溶液，ｂ．１．５倍过饱和溶液）??张浩斌等［６５］通过加热搅拌将适量ＴＡＴＢ完全溶于ＤＭＳＯ中，随后向体系添加不同??量的水，析出沉淀后再进一步降温使ＴＡＴＢ完全析出，得到较好的球形颗粒，如图１．５??所示。但是在高温下向体系加水，实验操作带有一定的危险性，且加水析出的晶粒大小??分布不容易控制。??＿??图１．５高温加水析出的晶体为晶种得到的ＴＡＴＢ晶型??１．２?Ｊ?ＴＡＴＢ基不敏感混合炸药研宄进展??保留炸药的高能特性，同时使混合炸药具有不敏感特性，是混合炸药发展的重要方??向。很多常用的猛炸药（如ＲＤＸ和ＨＭＸ）对冲击和热是相当敏感的，这导致人们采用??对冲击和枪击都较钝感的猛炸药，如ＴＡＴＢ、ＨＮＳ等。安全是头等重要的，采用对摩擦、??撞击都十分钝感且引燃温度极高的ＴＡＴＢ，可避免发生意外事故。现在，很多钝感混合??炸药／ＰＢＸ都是以ＴＡＴＢ为基的。ＴＡＴＢ具有足够的能量，但略逊于Ｂ炸药。钝感炸药??ＰＢＸ－９５０４含８５％ＴＡＴＢ及１５°／〇ＨＭＸ，该ＰＢＸ在能量和感度间达到最佳平衡［｜７］。??由于ＴＡＴＢ的低感度性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]TATB/HMX共晶炸药的制备及性能研究[J]. 侯聪花,刘志强,张园萍,陈云阁,张诗敏. 火炸药学报. 2017(04)
[2]不敏感弹药及其引信技术发展综述[J]. 殷瑱,王雨时,闻泉,张志彪,闫丽. 探测与控制学报. 2017(03)
[3]CL-20/TATB粘结炸药制备及其表征[J]. 侯聪花,于卫龙,贾新磊,王晶禹. 火工品. 2016(03)
[4]TATB原位包覆CL-20的研究[J]. 董璐阳,盛涤伦,陈利魁,朱雅红,王培勇,刘丽娟. 火工品. 2016(01)
[5]溶剂-非溶剂法CL-20/TATB共同结晶降低CL-20感度的实验研究[J]. 李斌,齐秀芳,吴伟明,杨富麟,赵莎,汤小龙,张星. 化学试剂. 2016(02)
[6]TATB/HMX基PBX的水悬浮包覆工艺研究[J]. 雷英春,王晶禹. 火炸药学报. 2015(04)
[7]不敏感炸药发展现状及方向概述[J]. 邢晓玲,赵省向,刁小强,李文祥. 飞航导弹. 2015(01)
[8]溶剂-非溶剂法在奥克托今球形化重结晶中的应用[J]. 刘飞,吴晓青,艾罡,王志强,李伟. 天津化工. 2011(04)
[9]原位合成钝感混合炸药HMX/TATB[J]. 黄凤臣,邓明哲. 火炸药学报. 2011(01)
[10]Span类表面活性剂对CL-20重结晶的影响[J]. 王鼎,曹端林,王建龙,杨克明. 火炸药学报. 2010(05)
硕士论文
[1]TATB的重结晶工艺研究[D]. 陈磊.南京理工大学 2015
[2]奥克托今的球形化研究[D]. 刘飞.中北大学 2012
[3]太安重结晶球形化工艺研究[D]. 王相元.中北大学 2009
[4]重结晶过程中HMX晶形影响因素与球形化工艺研究[D]. 安崇伟.中北大学 2005
[5]TATB基高聚物粘结炸药（PBX）配方设计的分子水平研究[D]. 谷成刚.南京理工大学 2004
本文编号：3032539
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3032539.html
