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太安重结晶球形化工艺研究

王相元  
【摘要】: 本文综合分析了目前国内外炸药颗粒晶形控制的技术,采用分子动力学方法模拟了不同溶剂及添加剂对太安晶体形貌的影响,并通过溶剂挥发法对理论模拟结果进行验证。探讨了溶剂-非溶剂法重结晶过程中溶剂、重结晶温度、反溶剂滴加速度及添加剂对太安晶体形貌及撞击感度的影响,并从晶体生长理论的角度研究各因素对其晶体形貌影响的机理,以热点理论为基础研究了太安重结晶工艺及炸药粒度对太安撞击感度的影响,在此基础上进行了太安重结晶球形化工艺研究。主要研究内容如下: 采用分子动力学模拟溶剂丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和添加剂对太安晶体形貌的影响,理论预测不同溶剂中结晶晶体形貌变化及添加剂对太安晶体形貌的影响。溶剂挥发结晶得到的太安晶体的形貌与动力学模拟形貌预测修正结果基本一致。 用溶剂-非溶剂法进行重结晶实验,采用单因素实验分别研究溶剂-非溶剂体系、温度、反溶剂滴加速度和搅拌速度对太安晶体形貌的影响。利用偏光学显微镜和金相显微镜对晶体外形、表面缺陷进行观测,并根据晶体生长理论,讨论了各个因素对溶剂非溶剂重结晶法得到的颗粒形状的影响机理。 撞击感度仪测定单因素实验及粒度分级后炸药晶体撞击感度,研究重结晶工艺及炸药粒度对太安撞击感度的影响及其成因。单因素实验测试结果表明:以乙酸乙酯为溶剂,三氯甲烷为反溶剂,温度选择50℃,反溶剂稀释速度0.05mL/min,搅拌速度100转/分时重结晶得到的太安晶体形状规则,撞击感度较低,特性落高为14.6cm。粒度分级后测试结果表明:在丙酮和乙酸乙酯溶液中制备的重结晶太安晶体,其粒度对撞击感度的影响规律不同,乙酸乙酯中制备的大颗粒太安感度较低。 通过正交实验研究出一套溶剂-非溶剂法制备形状规则、分散均匀、球形化程度较高、感度较低的太安晶体的重结晶工艺。实验结果表明,以乙酸乙酯为溶剂,重结晶温度50℃,反溶剂滴速0.10mL/min,搅拌速120r/min,添加0.5%span20能够制备出特性落高为15.5cm的低感球形化太安晶体。 本文所研究的内容很大一部分属于探索性研究,研究结果证明可以通过改变重结晶工艺得到感度较低的球形化太安颗粒。本文的一些研究成果对单质炸药的晶形控制具有一定的指导意义。


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