多硝基化合物的结晶过程与晶体特征研究(2)

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2.3 环境对晶体形态的影响 .. 8

2.3.1 溶剂的影响 .. 8

2.3.2 介质温度的影响 8

2.4 晶体特性的表征方式 9

2.4.1 晶体形态的观测 9

2.4.2 晶型分析 9

2.4.3 热安定性分析 .. 10

3、奥克托今的结晶过程与晶体特征 .. 11

3.1 重结晶实验过程 . 11

3.1.1 实验药品及主要性质 11

3.1.2 主要实验仪器 11

3.1.3 实验过程 . 12

3.2 奥克托今的晶体特征分析 .. 12

3.2.1 晶体形态与表面缺陷观测 12

3.2.2 晶型分析 . 12

3.3 结果与分析 .. 12

3.3.1 溶剂对结晶形态的影响 . 12

3.3.2 温度对结晶形态的影响 . 15

3.3.3 晶型分析 . 16

4、黑索金的结晶过程与晶体特征 .. 17

4.1 重结晶实验过程 17

4.1.1 实验药品及主要性质 .. 17

4.1.2 主要实验仪器 .. 17

4.1.3 实验过程 . 18

4.2 黑索金的晶体特征分析 18

4.2.1 晶体形态与表面缺陷观测 18

4.2.2 热安定性分析 .. 18

4.3 RDX的热安定性分析 18

5、结论 22

参考文献 .. 23

致谢 24
1、引言 1.1 本课题研究的目的奥克托今和黑索金作为高能单质炸药，军事用途广泛。单质炸药的晶体完整性对炸药的敏感度和热安定性有显著影响[1]，有人研究了N,N-二（2，2，2-三硝基乙基）亚乙基二硝胺（简称 BTNE）的热分解动力学，结果表明，凡是热分解速度慢的BTNE晶体都具有表面光滑，边缘整齐的外形，而热分解快的晶体则都有明显的晶体缺陷，如絮状、层状或者线状缺陷。这不仅是 BTNE 晶体具有的特征，也带有普遍性。S.Lecume[2]研究了炸药晶体结构缺陷对冲击波感度的影响，结果表明：RDX晶体内部的空位缺陷对冲击波感度有显著的影响。重结晶是最常用的优化炸药结晶的方法，通过控制重结晶过程各条件[3]，比如溶剂种类，结晶温度等参数，可以改善炸药的品质。β 晶型的 HMX 最为稳定，如何获得 β 晶型的 HMX 是重结晶研究的重点。降温速率过快造成结晶速度太快，有可能造成晶体缺陷，形成巨阶梯发展呈针状结晶，对HMX 而言，可能形成 α晶型。结晶速率较缓慢时，在晶体各个晶面上均匀生长，利于生成段粗棒状或球形结晶，对 HMX则为 β 晶型。J.H.ter Horst[4]等研究了从不同溶剂中培养 RDX 晶体的形态，结果发现RDX晶体的外形和生长缺陷与溶剂种类有关。因此选择合适的重结晶方法，采用适当的结晶条件，使晶体完整，表面光滑，避免出现缺陷、位错和裂伤，方可得到热安定性好的优质炸药晶体。
1.2 奥克托今和黑索金简介奥克托今学名环四亚甲基四硝胺，以 HMX为其代号。在室温和熔点（278℃）之间，HMX有四种晶型存在(见表 1.1)，即α-HMX、β-HMX、γ-HMX和 δ-HMX。其中β 晶型在常温常压下是稳定的。 β-HMX是单斜晶系晶体，其结晶感度比针状结晶的α，γ，δ结晶的感度低，α，γ，δ-HMX结晶的感度较高部分原因是由于其结晶粒度较细。HMX在化学上是比较稳定的物质，光照不起变化，碱性水解比酸性快。黑索金学名环三亚甲基三硝胺，以 RDX 为其代号。它是无臭无白色针状晶体，属斜方晶系。不溶于水，微溶于乙醚和乙醇，在丙酮和热苯中略高，在加热的环乙酮、硝基苯和乙三醇中较易溶解。熔点209℃；爆燃点230℃。化学性质比较稳定，在 110℃加热152h，化学稳定性不变。50℃长期贮存不分解，遇稀酸、稀碱无变化，遇浓硫酸分解。遇明火、高温、震动、撞击、磨擦能引起燃烧爆炸。是一种爆炸力极强大的烈性炸药，比TNT 猛烈1.5倍。炸药重结晶一般有两种方法：直接稀释反应液析晶，即溶剂-非溶剂沉淀技术法，另一种是降温法。