超细高品质RDX基PBX制备及其性能表征

超细高品质RDX基PBX制备及其性能表征
环三亚甲基三硝铵(RDX)是目前使用最广泛的高能炸药,具有高能量高密度、性能稳定和成本低的优点,但由于其感度较高,安全性较差,所以要进行降感处理。

本文采用对RDX细化和制备RDX基高聚物粘结炸药(PBX)两种方式来对RDX进行降感处理,主要研究内容如下:(1)采用Materials studio软件模拟RDX与五种高聚物粘结剂(AR-12、AR-14、AR-71、Viton A和F2602)之间的平衡体系,并计算了它们之间的结合能,结果为
RDX/AR-12>RDX/AR-14>RDX/AR-71>RDX/Viton A>RDX/F2602。

通过结合能的大小来判断体系的稳定性,为RDX/ACM的配方设计提供理论依据。

(2)
采用雾化干燥细化法制备了亚微米级球形RDX,并在实验过程中研究了干燥温度、雾化速率、RDX溶液浓度对制备的RDX晶体的粒径和形貌的影响。

研究表明,当干燥温度为90℃、雾化速率为1ml/min和RDX溶液质量百分浓度为4%时,制备的超细RDX颗粒呈球形且粒径分布较窄,在400-600nm。

使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)等对最佳工
艺条件下制备的亚微米级RDX进行了测试和表征。

结果表明,细化后RDX晶型没有发生变化,表观活化能比原料RDX降低了24.52KJ/mol,热安定有了略微降低;
但撞击感度特性落高升高了35.3cm,摩擦感度降低了35%,机械感度大幅降低,安全性显著提高。

(3)以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,去离子水为非溶剂,采用超声喷雾细化法制备了微米级RDX,并对样品进行了测试和表征。

结果表明,微米级RDX粒径分布在2-5μm,颗粒为椭球形且表面光滑没有明
显的棱角。

与原料RDX相比,微米级RDX表观活化能降低了10.5KJ/mol,热安定
性有了略微降低;撞击感度特性落高升高了16.8cm,安全性有了明显提高。

(4)采用溶液水悬浮法以微米级RDX为主体炸药制备了六种配方不同的RDX基PBX炸药。

测试了样品的粒度、形貌、热分解性能、机械感度和静态力学性能等,并计算了样品的爆炸性能。

结果表明,水悬浮工艺制备的RDX基PBX粒径为100~300μm,晶体结构没有
发生改变,热安定性和安全性都有了提升;并且在粘结剂相同时,粘结剂含量越高,热安定性和安全性就越好,但同时,爆炸性能就会变差。

其中(RDX/AR-71(97/3))配方的表观活化能提高了11.6KJ/mol,撞击感度特性落高提高了21.1cm,摩擦感
度降低了27%,抗压强度提高了127%,综合性能最好,可以作为一种性能好且安全性高的新配方。