含能材料课程设计报告模板

爆炸性基团

主要的基团C-NO2、N-NO2，O-NO2。并非含上述基团的化合物都具有爆炸性，是否具有爆炸性取决于整个分子结构，而非某个单个基团。如，一硝基芳烃没有爆炸性，多硝基芳烃有爆炸性。

理想爆轰

大于极限直径时产生的稳定爆轰，爆速与反应热的平方根成正比，随密度增加成比例增长。非理想爆轰

小于极限直径大于临界直径时产生的稳定爆轰，爆速是装药直径的函数。

相容性（也称配伍性）

1）定义：炸药与其它物质混合或接触时，所构成的系统与各组分相比，在规定时间和一定条件下，其物理、化学、爆炸性能改变的情况，是衡量火炸药能否安全使用的重要标志之一。火焰感度

将炸药装于火帽中用黑火药柱或导火索引燃，调节点火源下端面与装药表面间的距离，平行做6次试验求得100%发火的最大距离或100%不发火的最小距离。也可用升降法求得50%发火距离。

枪击感度（抛射体感度）

枪弹等高速抛射体撞击下发生燃烧或爆炸的难易程度，与落锤的低速撞击相比，抛射体的高速撞击更能准确评价炸药在使用中的安全性和起爆感度。

提高爆热的途径：加入铝粉等金属粉，大幅度提高爆热。原因：铝粉与CO、H2O、CO2等爆轰产物发生放热反应。

爆温

全部爆热用来定容加热爆轰产物能达到的最高温度。爆温越高，气体产物压力越高，作功能力越强。可以理论计算也可近似测定。

合成单质炸药的主要有机反应

硝化、缩合、叠氮化、间接硝化等。

硝硫混酸（应用最广、最重要的硝化剂）

优点：

（1）硝化能力强；

（2）硫酸与氮氧化物作用生成亚硝基硫酸，减少了氮氧化物引起的副反应；

（3）硫酸比热容大，不致引起反应温度急剧升高；

（4）减少硝酸用量，提高硝酸利用率；

（5）腐蚀性比硝酸低；

（6）价廉。

硝硫混酸不适用于胺类等碱性化合物的硝化。

硝酸中加入硫酸，NO2+ 的浓度显著提高，提高硝化能力。

硝硫混酸中生成NO2+ 的反应

亚硫酸钠精制粗TNT

不对称TNT、2,4-和2,6-DNT以外的DNT异构体、四硝基甲烷、多硝基苯甲酸及偶合物等与亚硫酸钠反应生成溶于水的钠盐被水洗除去。

亚硫酸钠精制工艺的改进

NaSO3精制中，TNT及其他副产物的损失量随pH而改变。应将pH控制在8或8以下。

在NaSO3溶液中加入NaHSO3缓冲剂，控制系统pH，精制TNT得率由

85~88%提高到94%以上，副产物产量由0.8%以上降低到0.3%以下。

HNS的用途

●HNS-I用作铸装TNT的晶癖改良剂，改善弹药装药的力学性能，减小铸装

大口径弹药中出现底隙，提高发射安全性。

●用于制造耐热粘结炸药。HNS-Ⅱ用于制造耐热柔性导爆索、切割索、

炸药装药和耐热火工品装药等

以1,3,5-三羟基苯为反应物合成TATB

●三步法合成TATB ，不使用卤化物试剂，新颖的无氯TATB合成方法。

整个反应由硝化、烷基化和胺化组成。

●有两种不同的反应顺序：（A）硝化、烷基化和胺化；（B）烷基化、

硝化和胺化。

●研究三甲氧基苯的硝化发现，三甲氧基三硝基苯的得率中等，因此，

顺序（A）是唯一的选择，胺化步骤的副产物是乙醇，TATB综合得率87%。

●通过胺化三甲氧基三硝基苯、三乙氧基三硝基苯和三丙氧基三硝基苯制备

TATB的方法。该法仍采用NH3胺化剂，属无氯合成TATB。

●

对硝基苯胺法制备TATB

●用KNO3-H2SO4硝化对硝基苯胺得2,4,6-三硝基苯胺，VNS直接胺化

合成TATB，得率95~98%。

NTO的制造工艺

NTO的合成是通过把盐酸氨基脲与甲酸缩合得到中间体1, 2, 4-三唑酮-5 (TO ) , 再经硝化而得。

●（1）1, 2, 4-三唑酮-5 的制备

●

●反应器中加入155mL85%的甲酸并加热70~75℃后，加入112g盐酸氨

基脲，85~92℃反应6~8h，固体逐渐溶解并放出HCl，反应结束。减压蒸

出水和多余甲酸，冷却至室温得粗品，得率80%。

●水精制后熔点234 ℃（DSC）。

●（2） 3-硝基-1, 2, 4-三唑-5-酮的制备

●①发烟硝酸硝化法

● 0~5℃下，100g三唑酮加到450mL发烟硝酸中搅拌2h，升至室温，

搅拌3h，将硝化液倒入400mL水中，产物经过滤、水洗、烘干得粗品，

得率80%，粗品用水精制，熔点236 ℃（DSC）。

●② 70%硝酸硝化法

●三唑酮加入其5~7倍量的70%硝酸中，加热至50~60℃，放出大量红

橙色气体，反应完毕后，冷却至室温，NTO析出，粗品得率80%。

三硝基甲烷（硝仿）的实验室制法

①乙炔硝化法

硝酸汞为催化剂，用浓硝酸氧化-硝化乙炔制得硝仿，生成的硝仿溶于硝酸中，称为硝仿-硝酸溶液或乙炔硝化液。采用二次恒沸蒸馏法，减压下直接从硝化液中蒸出硝仿。

●①碳化钙置于乙炔发生器。反应瓶中加入发烟硝酸（98%， 1000mL ）及

硝酸汞-硝酸溶液（30mL）。密封系统，往乙炔发生器注水，乙炔气经缓

冲瓶、流量计和浓硫酸干燥瓶后，进入反应瓶中。压力2.67~3.33kPa，

温度45~55℃。冷水冷却，以免温度过高发生事故。通气时间7~6h。反应完毕，冷却至室温，将乙炔硝化液转入储瓶备用。

●②所制得的硝仿-硝酸溶液，密度（25℃）约1.53g·cm-3，硝仿约

12%，硝酸75% ，氮氧化物4%~5% （wt%) ，少量草酸和水。

W法（取代六氢化均三嗪法）制备RDX

●氨、SO3和钾盐经一系列反应得到氨基磺酸钾，再与甲醛缩合得1,3,5-

三磺酸钾六氢化均三嗪（白盐），白盐经硝解得到RDX。

●甲醛利用率达80%。

R盐氧化法制备RDX

● R盐即环三亚甲基三亚硝胺(是一种炸药)。将R盐的N-亚硝基氧化成

N-硝基，得到RDX。

● R盐由乌洛托品经亚硝解制得，氧化它可得很纯的RDX 。只用于制备

少量纯RDX ，没有工业化。

RDX的钝化

①原因： RDX机械感度较高，需在颗粒表面包覆一层塑膜，降低机械感度。

●

②常用钝化剂组成及作用

●地蜡：硬脂酸=60：40（wt%），外加少量油溶性染料。地蜡是形成包

覆薄膜的主体；硬脂酸为乳化剂，与地蜡构成蜡膜；染料使蜡膜着色，以鉴别钝化的均匀性，便于区分钝化产品和未钝化产品。

●③钝化处理过程

●（A）钝感剂制备

● 95~125℃下将地蜡与硬脂酸在熔化机内熔化，并加入油溶黄，搅拌

均匀。

●（B）钝化(煮洗机内进行)

● RDX煮洗合格，机内加25%的NaOH溶液中和煮洗水中残酸。90~100℃

下加入为RDX5.3%~6.4%的钝感剂和适量NaOH溶液使硬脂酸皂化。

●（C）包覆钝化

●皂化和搅拌形成乳浊液，使RDX充分悬浮，以利钝感剂包覆。

30~40min后，加入适量50%的硝酸，搅拌10~15min破乳，使皂化生成的硬脂酸钠恢复成硬脂酸。 50℃以下，出料过滤。