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为评估防暴弹药在枪击条件下的安全性,参考 GJB 6238.28-2021 的试验流程,在 12m射距、弹速(935±5)m·s-1 条件下,用 95-1 式自动步枪发射 5.8 mm 普通弹,分别对某型发烟弹和某型强光爆震弹进行枪击试验.采用高速摄影、破片测速及残骸称重等手段,记录不同着弹部位的响应.结果表明:发烟弹主装药被贯穿后未发生燃烧或爆炸,仅延期解保机构失效时出现可控发烟;强光爆震弹主装药一旦被击中即发生剧烈爆炸,最重破片(击发座,44.51 g)初始动能 297.4 J,按 98J 致伤阈值计算杀伤半径 4.63 m;若枪弹仅击中爆震弹空腔或延期机构且传火通道被切断,则仅机构损坏而不引爆.研究认为,主装药感度与弹体结构是决定枪击安全性的关键因素,建议爆炸型防暴弹采用低感度药剂或双层壳体设计,并在储存及使用时设置≥5m 安全隔离区,为防暴弹药的安全性评价与使用规程修订提供依据.
防暴弹药枪击试验安全性发烟弹强光爆震弹
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为开发新型钝感含能材料,通过对6-甲胺基-8-氨基-7-硝基-四唑[1,5-b]哒嗪(1)在发烟硝酸中进行硝化反应合成了一种新的四唑并哒嗪衍生物,即6-甲醇胺基-8-氨基-7-硝基-四唑[1,5-b]哒嗪(2);采用核磁共振波谱(NMR)、高分辨率质谱(HRMS)、红外光谱(IR)等方法对其结构进行了表征;采用溶剂挥发法培养得到了单晶,并采用X射线单晶衍射测得了其单晶结构.结果表明,化合物2晶体结构为单斜晶系、P21/c空间群,呈波浪型堆积结构;室温密度1.76g/cm3,热分解温度达到255℃(DSC法,β=5℃/min),理论爆速和爆压分别为8162m/s和24.6GPa(EXPLO5 v6.02计算).该化合物的撞击感度＞40J,摩擦感度＞360N,具有良好的安全性,是一种能量较高的钝感含能材料;通过Kissinger法和Ozawa法计算的热分解表观活化能分别为396.8 kJ/mol和385.8 kJ/mol,呈现高度一致性.此外,对其合成反应过程进行了分析和验证,证明了所提出反应过程的合理性,从而提供了一种引入甲醇胺基的新方法.
有机化学钝感含能材料甲醇胺基哒嗪四唑富氮含能材料
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为了进一步提升红色发烟弹的军事训练效果和演习气氛等,提出了一种新的红色发烟弹主装药配方.首先,通过组分选择、摸底试验,初步确定组分配比;其次,通过调整各组分比例,设计了 9组配方,并根据燃烧现象对配方进一步优选;然后,对优选体系和基础配方的相容性及燃烧特性进行研究,确定最终配方.结果表明:当硝酸钾(KNO3)为 38.6％、蔗糖(C12H22O11)为 10.4％、5-氨基-1H-四唑(5AT)为 12.9％、碳酸钙(CaCO3)为 7.9％、红色染料为30.2％时,试样发烟效果最好.
发烟弹主装药发烟剂热解行为相容性燃烧特性
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摘 要:为了弥补间二硝基苯(m-DNB)在传统釜式生产工艺中生产能力小、生产过程稳定性差、生产效率低等缺陷,基于微通道反应器,以硝基苯(NB)为原料,二氯乙烷为溶剂,发烟硝酸与发烟硫酸的混合酸为硝化剂,合成了m-DNB;探究了混合酸摩尔比、硝酸与NB摩尔比、反应温度、物料的总流速对硝化反应的影响,并对该反应的反应动力学进行了研究.结果表明,反应的最优条件为:物料的总流速60mL/min、硝酸与硫酸摩尔比1∶4、NB与硝酸摩尔比1∶2、反应温度40℃;在此条件下,m-DNB收率高达93.60％;NB硝化反应的活化能为63.930kJ/mol,指前因子为1.115×109 L/(mol·s).表明微通道反应器具有传热与传质效率高、反应进程可准确掌握、安全性高等优势.
有机化学间二硝基苯m-DNB微通道反应器硝化工艺反应动力学
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为了获得优良的熔铸炸药载体,以 4-溴-1-甲基吡唑为原料,浓硫酸与发烟硝酸为硝化剂,一步硝化得到4-溴-3,5-二硝基-1-甲基吡唑(BMDNP).通过X-射线单晶衍射、红外光谱、核磁图谱对BMDNP的晶体结构进行表征,采用EXPLO 5.0程序对其爆轰性能进行计算,使用卡斯特落锤、摆式摩擦感度仪等仪器对其机械感度进行测试,并通过差示扫描量热仪对其热性能进行分析.结果表明:该化合物密度为2.137 g·cm-3,生成焓为266.4 kJ·mol-1,理论爆速为7 486 m·s-1,爆压为26.3 GPa,撞击感度H50为75 cm,摩擦感度为16%,熔点为115℃.
4-溴-35-二硝基-1-甲基吡唑合成表征晶体结构性能
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为了解决传统工艺制备硝酸异丙酯(IPN)存在的反应过程不易控制、反应温度过高及收率低等问题,采用心型微通道反应器,以异丙醇为原料、二氯甲烷为溶剂,经发烟硝酸和乙酸酐的作用合成了硝酸异丙酯(IPN);考察了异丙醇、发烟硝酸和乙酸酐摩尔比、发烟硝酸质量分数、总流速、反应温度等因素对硝化反应的影响.结果表明,在温度10℃,总流速60mL/min,发烟硝酸质量分数98％,异丙醇、发烟硝酸和乙酸酐的摩尔比1∶1.2∶0.9,异丙醇和二氯甲烷质量比1∶1的条件下,转化率可达99.83％.建立了均相IPN硝化反应动力学模型,拟合得到活化能为 37.05 kJ/mol,指前因子为 4.93× 104L/(mol·s).
有机化学微通道反应器硝酸异丙酯IPN硝化反应异丙醇二氯甲烷
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为系统梳理烟火药剂的发展,推动新型烟火弹药研发,对烟火药剂的研究进展进行了综述.归纳了高消光系数材料、发烟剂配方及性能调控、多频谱发烟剂以及高活性金属粉体、燃烧剂配方及性能调控、多效应燃烧剂等方面的研究现状,展望了该研究领域未来的发展趋势.为适应未来战争需求,一剂化和环境友好型的多频谱复合发烟剂、单向可视烟幕、高能和多功能燃烧剂将是烟火药剂的主要发展趋势.
军事化学与烟火技术发烟剂燃烧剂综述
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以氨基磺酸盐、甲醛、乙二醛为起始原料,对2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷(BCHMX)的合成工艺进行了优化,得到了无需中间体(2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷磺酸盐)提纯的高效合成工艺;采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)、热重-差式扫描量热(TG-DSC)等分析测试手段对目标产物的分子组成、晶体结构、热稳定性进行了分析表征.结果表明,最优缩合工艺条件为:每摩尔氨基磺酸钾加入1.07mol甲醛、1.77mol乙二醛,以8.4mol的水作为溶剂,0.023mol的甲酸作为酸催化剂,反应时间为12h;硝化工艺条件为:以摩尔比为1.3:1的发烟硝酸和乙酸酐为硝化体系,在40℃下进行反应.通过缩合和硝化两步反应,能够以65.29％的总收率得到纯度97.8％的2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷(BCHMX);BCHMX晶体属单斜晶系,空间群为P2(1)/c;BCHMX热分解温度为223 ℃.
有机化学缩合反应含能材料氨基磺酸钾2468-四硝基-28-四氮杂双环[3.3.0]辛烷BCHMX
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采用微通道式反应技术,分别以1-甲基-2,4-二硝基咪唑(2,4-MDNI)与硝硫混酸硝化反应、2,4,5-三硝基咪唑钾盐(2,4,5-TNIK)与硫酸二甲酯(DMS)甲基化反应,合成了1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(MTNI);采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR))、核磁共振光谱(NMR)、元素分析(EA)、熔点等表征了其结构.结果表明,采用微通道反应技术,基于2,4-MDNI硝化工艺的最优条件为:2,4-MDNI和发烟硝酸摩尔比为2∶3、发烟硝酸和20％发烟硫酸体积比为1∶2、在微通道反应器中停留时间为12min、反应器中反应液温度为75 ℃,得率和纯度分别为78.1％和99.2％.基于2,4,5-TNIK甲基化工艺的最优条件为:2,4,5-TNIK、DMS和K2CO3摩尔比为1∶2∶2、在微通道反应器中停留时间为20min、反应温度为70℃,得率和纯度分别为71.3％和99.4％.由此可得,微通道式反应工艺与常规釜式反应工艺相比,具有反应时间短、硝化试剂用量少、反应温度略有降低、得率略有提高的优点.
有机化学微通道式反应器硝化反应甲基化反应1-甲基-245-三硝基咪唑MTNI24-MDNI
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为提高高氯酸钾基彩色发烟剂的发烟效果,采用钙钛矿型材料FeMnO3作为催化材料,研究其对高氯酸钾基燃烧体系的催化作用.在此基础上,选用分散红作为染料制备高氯酸钾基红色发烟剂,探究了催化材料添加前后发烟剂的发烟性能变化.燃烧组分热性能及燃烧性能分析结果表明:FeMnO3 的添加使燃烧体系的反应放热峰温度提前了20.1℃,使药剂达到最大反应速率时的温度提前24.7℃、最大失重速率提升10.78%·min-1;FeMnO3的添加使燃烧体系的质量燃速提升了1.52倍、平均火焰面积增大了33.64 cm2、平均火焰温度提升了41.4℃.发烟测试表明,FeMnO3的添加提升了高氯酸钾基彩色发烟剂在同等配方下的成烟性能.
彩色发烟剂钙钛矿高氯酸钾催化剂
