王腾，周鑫，郝世龙，张树海，苟瑞君，李洪珍www.energetic-materials.org.cn含能材料ChineseJournalofEnergeticMaterials，Vol.31,No.1,2023（8-17）基于膜分离的HMX绿色结晶制备与表征王腾1，2，周鑫1，郝世龙1，张树海2，苟瑞君2，李洪珍1（1.中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳621999；2.中北大学环境与安全工程学院，山西太原030051）摘要：针对常规炸药结晶方法（蒸发、溶析及降温等）过饱和度均一性调控难、溶剂回收率低等问题，设计了基于压力驱动、错流过滤的有机溶剂纳滤（OSN）膜结晶装置，并用于奥克托今（HMX）的膜结晶工艺研究。探讨了关键工艺参量（温度、压力）对其结晶形态和粒度的影响，与蒸发结晶进行了晶体形貌、结构的对比。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、热重差示扫描量热仪（TGDSC）等方法表征了2种方法重结晶后的HMX晶体。进一步考察了纳滤膜的长期操作稳定性，并将渗透回收的溶剂进行了再次膜结晶。结果表明，通过对温度与压力的优化控制，膜结晶工艺能够获得粒度分布窄（变异系数<46%）、晶体密度高（ρavg=1.8997~1.9004g·cm-3）及热稳定性优异的βHMX。相较蒸发结晶，膜结晶过程中的过饱和度调控更易操作，制备的晶体形态更加均一；纳滤膜多次重复使用后，对溶剂中HMX分子的截留率仍能保持在92%以上，表现出良好的渗透选择稳定性；采用渗透回收的溶剂进行膜结晶仍能获得中值直径为34.92μm、变异系数为37.22%的β型HMX晶体，表明该技术能够实现对结晶溶剂的高效回收再利用。关键词：膜结晶；有机溶剂纳滤；HMX；粒度；蒸发结晶中图分类号：TJ55；TQ028.8文献标志码：ADOI：10.11943/CJEM20221340引言炸药晶体的结构形态决定着炸药的安全、爆轰与贮存等性能，改进和调控炸药晶体结构形态、提升炸药性能已成为含能材料发展的重要方向［1-2］。奥克托今（1，3，5，7四硝基1，3，5，7四氮杂环辛烷，HMX）作为目前综合性能最优的单质炸药，被广泛应用于复合推进剂和高能混合炸药中［3-4］。HMX晶体结构形态的调控、优化，常用蒸发结晶、冷却结晶、溶析结晶等方法。TaoJun等［5］采用缓慢蒸发法在丙酮溶液中制备出表面光滑的HMX单晶，改变的晶体形态有效降低了HMX的冲击波感度；Kroeber等［6］通过冷却结晶在碳酸丙烯酯溶液中加入少量水控制成核速率，得到密度较高、感度较低的高质量HMX晶体；DongWooKim等［7］在DMSO/乙醇作为溶剂/反溶剂体系中加入聚合物黏结剂，得到纯度高...
