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随着时代的发展,国际环境越来越复杂,对于冲击片雷管的要求也越来越高。采用高能量、高安全性能、对冲击片更敏感的始发药是发展新一代冲击片雷管的关键,如2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)。LLM-105是一种高能低感炸药,但难以被冲击片雷管的飞片引爆,因此需要对其晶体进行改性。常用办法是将其制备成超细粒子,粒子越细则起爆可靠性越高;但超细粒子在长期储存后容易团聚结块,粒子越细越容易团聚,导致其起爆可靠性降低。解决这对矛盾的关键是防止超细粒子在长期贮存中发生团聚,为此本文叙述了一种海胆状多孔LLM-105球晶炸药的制备方法。利用溶剂-反溶剂法制备了具有海胆状形貌的多孔LLM-105球晶,掌握了部分结晶参数诸如晶形控制剂、搅拌速度、搅拌时间、结晶温度等实验参数对多孔LLM-105球晶形貌的影响规律,其制备过程如下:在60℃下,将原料LLM-105(0.2 g)完全溶解于DMSO溶液(5 mL);在0℃下,将PVP(0.2 g)和乙酸乙酯(100 mL)加入圆底烧瓶;将溶解有原料LLM-105的DMSO溶液在1分钟之内滴入圆底烧瓶中,并开始搅拌,搅拌速度为600 r/min。30分钟后,停止搅拌,将混合物抽滤,并用超纯水洗涤几次。然后将所得的LLM-105晶体在空气放置4小时,并在80℃的真空干燥器中干燥6小时送检。为了了解多孔LLM-105球晶的自组装机制,对不同搅拌时间的LLM-105晶体进行取样分析;对PVP与LLM-105晶面的双层结构进行了分子动力学模拟,预测了PVP影响下LLM-105晶体的形貌。模拟结果表明:PVP强力吸附在(0 2 0)面上,抑制了(0 2 0)面的生长,最终导致了片状的平行四边形晶体的形成。大量实验结果表明PVP诱导了X状晶体的形成,LLM-105在X状晶体的基础上自组装为多孔球晶。由于X状晶体小夹角处LLM-105浓度相对较高,且X状晶体为后生长的晶体提供了新的生长阶梯,所以X状晶体逐渐形成了大量具有对称性的小角度晶枝,最终形成了多孔LLM-105球晶。通过扫描电子显微镜(SEM),X-射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振波谱仪(~1H NMR)对多孔LLM-105球晶进行结构表征,并通过TG-DSC和量热实验测量了其热性能和爆轰性能。实验结果表面:多孔LLM-105球晶在结晶过程中没有发生化学反应,晶型也没有改变;多孔LLM-105球晶的热分解峰值温度比原料LLM-105的高约5℃,而其初始热分解温度比原料LLM-105低;原料LLM-105和多孔LLM-105球晶的热分解表观活化能分别为218.08 kJ/mol和208.61kJ/mol。多孔LLM-105球晶的恒容燃烧能为-9954.33 J/g,标准摩尔生成焓为-6.318kJ/mol。当密度恒定为1.6 g/cm~3时,多孔LLM-105的爆速和爆压分别为7.305 km/s、21.997 GPa。与HNS、TATB及HMX等炸药相比,多孔LLM-105球晶有望作为新一代的冲击片雷管用始发药。