اثر ميكرو دانه‌هاي B-HMX بر كنترل مورفولوژي HMX خام تهيه‌ شده از طريق فرايند نيتراسيون بكمن اصلاح‌شده

Micro-Seeding Effect on the Morphology of Crude HMX Produced Via Modified Bachmann Nitration Process

در سنتز ماده منفجره هگزامتيلن تترانيترامين (HMX) به روش بكمن، مورفولوژي ذرات HMX خام توليدي سوزني شكل و پليمورف آن آلفا (?) است كه در مرحله ي جداسازي محصول از سوسپانسيون نهايي، ايجاد يك كيك نفوذناپذير كرده و منجر به افزايش قابل‌توجه زمان فرايند فيلتراسيون مواد خام مي‌گردد. از طرفي ذرات ?-HMX نسبت به ضربه و اصطكاك حساس تر از B-HMX و غير ايمنتر مي‌باشند. عوامل بيان‌ شده سبب افزايش زمان توليد، كاهش ظرفيت توليد و كاهش ايمني در فرايندهاي توليد صنعتي HMX مي‌گردد. در اين تحقيق سعي شده است با افزودن ميكرو دانه‌هاي B-HMX به محلول نيتراسيون سنتز HMX از هگزامين و حد واسط دي ‌نيترو پنتا‌متيلن‌تترآمين (DPT)، مسير توليد ذرات HMX از مورفولوژي سوزني شكل با پليمورف آلفا به ذرات كروي با پليمورف بتا (B) كنترل گردد. لذا ميكرو ذرات B-HMX در مراحل مختلف سنتز HMX از مواد اوليه هگزامين و DPT به نيتراتور اضافه شد، سپس بازده توليد تعيين شد و مورفولوژي ذرات محصول خام به‌وسيله طيفبيني پراش اشعه X((X-ray و ميكروسكوپ نوري بررسي گرديد. نتايج نهايي حاكي از آن است كه اين فن جالب ميتواند با كنترل پليمورف و ساختار HMX خام از آلفا به بتا، ايمني فرايند توليد را افزايش و زمان فرايند فيلتراسيون محصول HMX خام را كاهش دهد و شرايط مناسبي براي كريستاليزاسيون مجدد محصول به نوع استاندارد B -HMX ارايه نمايد.

In the synthesis of hexamethylenetetranitramine (HMX) by Bachmann method, the morphology of crude HMX products are needle-like with alpha polymorph. This quality of materials leads to separation of ?-HMX from final suspension to be time-consuming and difficult. On the other hands, crude product of ?-HMX are the more sensitive and unsafe than ?-HMX. Herein, a seeding strategy was developed in the synthesis of HMX by hexamine and 1,5-dinitroendomethylene-1,3,5,7-tetraazacyclooctane (DPT) as raw materials, to control the polymorphism of the crude products from ??to ? type, and their morphology from needle-like to spherical shape. Therefore, the microparticles of ?-HMX, as micro-seeds, were added to the nitrator in the various steps of production process from hexamine and DPT reactants, then the yield of process was determined and morphology of products were characterized using X-ray diffraction spectroscopy (X-ray) and optical microscopy. The results show that this interesting technique can control the polymorphism and structure of crude HMX from ??to ? type, improving the safety of crude product and its filtration time. Also, micro-seeding provides a useful conditions to the preparation and crystallization of ?-HMX.