摘要
CL-20在现有的工业化炸药中是能量水平最高的单质炸药,然而,它的机械敏感性却使它的使用范围受到了一定的局限,因此需采取钝感化技术,以确保在各种环境下的安全性要求得到满足。研究人员普遍采用对其原料进行细化处理的方法以减小其机械感度。本文通过模块化微反应器技术,采用溶剂/非溶剂重结晶法制备形貌圆润、粒度分布均匀的亚微米级CL-20粒子。首先采用单因素法研究CL-20形貌和粒径的影响因素及规律,其次工艺优化得出制备超细CL-20的最佳工艺条件,并对其进行了性能测试,最后与滴加法进行对比。主要成果如下: (1)用单因素法研究溶剂、非溶剂、溶液浓度、温度、溶剂/非溶剂流量比和微结构盘片尺寸对CL-20形貌和粒径大小的影响。乙酸乙酯/石油醚作为溶剂体系和微结构盘片尺寸为60×105μm制备的CL-20样品形貌优异;溶液浓度为0.35g·mL-1、温度为25℃、溶剂/非溶剂流量比为1:20制备的CL-20样品形貌更圆润、粒径分布更窄。 (2)最佳工艺条件:温度20℃、溶剂流速1mL·min-1,非溶剂流速20mL·min-1,溶液浓度0.375g·mL-1,溶剂乙酸乙酯,非溶剂石油醚和盘片尺寸60×105μm。该条件下制备的细化CL-20粒子大多呈球形,表面光滑;粒度分布较窄,较均匀且粒度达到亚微米级,平均粒径在0.4μm,粒径分布范围为0.25-0.55μm之间。而滴加细化法制备的CL-20粒子形貌不规则,粒径大小分布在0.75-1.75μm之间,平均粒径为1.24μm。 (3)DSC测试结果表明,两种方法制备出的CL-20样品的表观活化能(Ea)明显提高,而微反应器细化法CL-20的ΔH≠和ΔS≠均高于滴加细化法,说明微反应器细化法得到的样品热稳定性最高。机械感度测试结果表明,两组不同细化工艺所得到的样品的撞击能量和摩擦压力分别为2、1.5J和96、80N均高于CL-20原料1J、64N,且微反应器细化法高于滴加法,感度降低程度更为明显。