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  含能材料  2013, Vol. 21 Issue (3): 400-408.  DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2013.03.026
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含能快递[J]. 含能材料, 2013, 21(3): 400-408. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2013.03.026.
含能快递
A brief review of publications of Russian scientists on energy materials and processes. Part 2.
A brief review of publications of Russian scientists on energy materials and processes.

(以上信息由俄罗斯N.D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry的Aleksei B. Sheremetev博士供稿)

法开发低成本制备TATB

2012年,法国CEA-Le Ripault报道了一种低成本制备TATB的方法,他们采用三氯苯(TCB)为原料,在DMSO中与MeONa在62 ℃反应3 h制得二氯苯甲醚(DCA)后经硝化再胺化制备TATB,成本能节约30%。以前也有文献报道DCA合成,反应温度为120 ℃,反应时间1 h,但所用溶剂具有致癌性,并且反应后产物处理困难。

(Wuillaume A, Pasquinet E, Grech E, et al. Towards low-cost TATB-based formulations. Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

美ATK评估TEX作为下一代IM炸药组分可靠性

2012年,美国ATK对TEX作为钝感炸药成分进行了全方位评估。以乙二醛和甲酰胺为原材料制备TEX无须特殊设备,安全可行,对环境不产生危害性的排放,是低成本、可放大制备的钝感炸药,目前已用4 L无盖的夹套反应釜进行小规模生成, 同时对TEX进行相容性、感度、热稳定性、爆轰性能等评估,有理由认为TEX是下一代钝感弹药的炸药组分。

(Steve Velarde, Gene Johnston, Aaron Bertholfl. Tex: a rational, next-generation IM explosive component. Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

法采用新工艺规模化制备高纯度ADN

与肼相比,ADN更稳定、无毒、对人和环境几乎无危害性,ADN是一种绿色的氧化剂和炸药。EURENCO从2006年开始研究高纯度ADN的制备,从实验室规模开始,经历小批量制备,到2011年已经达到了10kg/day的小规模生成。他们所制得的高纯度ADN已成功用于液体单基推进剂LMP-1035。

(Henrik Skifs, Helen Stenmark. New process for production of high purity ADN-development and scale-up. Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

法研制出能降低熔铸炸药加工粘度的高品质NTO

近年,NTO已经广泛用于熔铸炸药配方的装药。在熔铸炸药加工时,当普通标准的NTO含量超过60%时,熔融相的粘度都很高,不利于加工。2012年,法国SNPE的附属单位EURENCO研制出一种高品质NTO(他们命名为(NTO CF),当它用于熔铸炸药装药时能明显降低加工时的粘度,这种高品质的熔铸炸药也适用于TNT为基的熔铸炸药。

(Eck G, Songy C, Minguet L. NTO insensitive compositions. Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

美评估用DEMN代替Octol炸药中TNT的可行性

Octol是由HMX和TNT不同比例构成的熔铸炸药,然而这种炸药不能满足IM要求,为此美陆军正研制用DEMN代替其中的TNT,设计了试验配方DEMN-Ⅲ J、DEMN-Ⅸ F和DEMN-Ⅸ H,装弹于155 mm口径M795和120 mm迫击炮对其进行IM评估,结果显示6种IM试验通过了4种。通过调整和配方优化以及添加其它高能炸药和蜡,得到了试验配方ARLX-2106-B、ARLX-2107-A和ARLX-2107-B,初期放大到1gal的试验结果显示成分的相容性、三种感度(撞击、摩擦和静电)、真空安定性和加工安全性全都通过,大隔板试验的冲击波感度比FGO(HMX/TNT=65/35)炸药分别降低40%、54%和54%。三种配方的临界直径都比Octol大,爆速与Octol相当,爆压略低于Octol,进一步的装弹IM试验将在初期评估试验后进行。

(Neelam Mehta, Brian D. Roos, Eric J., Assessment of DEMN based IM Formulations for Octol Replacement[C]//Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

新加坡ST Kinetics有限公司研制40nm增强抗爆钝感弹药的新型装药

为了能研制出满足钝感性能要求的下一代40 nm增强抗爆弹药,新加坡ST Kinetics有限公司研制出压制配方MX-09来代替Comp A5配方。新配方的密度为1.87 g·cm-3,临界直径小于5.3 mm,爆速达到了7800 m·s-1,可以不用改变加工工艺,直接取代Comp A5装药。这种新型装药的40 nm增强抗爆钝感弹药钝感测试如下图,快速烤燃(FH)、慢速烤燃(SH)、枪击试验(BI)、破片撞击试验(FI)、殉爆试验(SR)和聚能射流试验(SC)基本上都满足了IM的要求。

(Aw Cheng Hok. 40mm enhanced blast insensitive explosive munitionscInsensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

美ATK用温和的硝化方法制备如TEGDN、PETN、TMETN等常见硝酸酯化合物

近来,美国ATK报道一种用硝酸盐/硫酸的硝化试剂在最高反应温度为室温的温和条件下硝化多元醇烷烃化合物的新方法,得到如二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)、太安(PETN)、双甘油四硝酸酯(DGTN)、三羟甲基乙烷三硝酸酯(TMETN))、丁三醇三硝酸酯(BTTN)、丙三醇三硝酸酯(NG)等多元醇硝酸酯含能化合物。硝酸盐与硫酸的混合是温和的放热反应,有利于反应的控制,同时也限制了废物流中硝酸和硝酸酯产物的含量。该硝化方法不仅能用于大批次的连续工艺合成这些硝酸酯,还可能用于其它含能材料的硝化。

(Nicholas Straessler, Alexander Paraskos, Michael Kramer. Preparation of common nitrate esters by mild nitration of polyols[C]//Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

美陆军研制出实验室规模表征含能含能材料爆轰性能的测试技术

当前,含能材料爆轰性能测试表征技术都采用飞片或水隔板试验,需要千克级含能材料。近来美陆军开发出一种只需要几克量级含能材料的实验室规模测试其爆轰性能的测试技术,他们根据能量转换原理、材料Hugoniots关系和经验关系,采用条纹相机捕获含能材料-空气界面处冲击波扩散速度,进而得到爆轰波性能数据和冲击波性能数据。通过与35种已知含能材料的历史数据对比,测试的误差在3.5%以内。该方法不仅测试成本低,而且测试只需要克量级含能材料,这样就可以避免为表征其爆轰性能参数需要的放大合成制备工艺。

(Matthew M. Biss. Removing Full-Scale Testing Barriers: A Fundamental Detonation Characterization Technique for Novel Energetic Formulations at the Laboratory Scale[C]//Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

美陆军优化NTO工艺

NTO是常用炸药之一,每年仅IMX配方就需要2.1 M lbs的NTO,现在的造价是$15/bl。为了降低NTO的成本,美国Army research development and engineering command对NTO的制备(包括重结晶)进行了优化,他们发现重结晶温度降到5 ℃收率能提高10%而不会影响NTO的质量。

(Timothy E Dawag, Jacob Morris. Nitrotriazolone process optimization. Insensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium, Las Vegas, NV May 14-17, 2012.)

(张光全编译)