[發明專利]一種基于嵌段流的起爆藥結晶系統

在審

• 申請號: 201710498035.6
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109134162A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 朱朋;趙雙飛;楊用;侯剛;陳楷;徐聰;沈瑞琪;葉迎華;夏喚明
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C06B21/00
• 分類號: C06B21/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

1.一種基于嵌段流的起爆藥結晶系統，其特征在于，包括計算機控制單元，流體驅動單元，微混合器，合成與結晶單元，顯微觀測系統及連接組件；所述流體驅動單元包括注射泵和注射器；流體驅動單元驅動水相反應液和添加劑溶液流入微混合器進行混合后進入T型連接器，流體驅動單元驅動油相載體液進入T型連接器對水相進行剪切形成嵌段液滴進入合成與結晶單元；所述合成與結晶單元包括合成與結晶裝置、水浴加熱裝置和盤繞于合成與結晶裝置上的軟管；所述顯微觀測系統用于觀察合成與結晶單元中軟管內的液滴，顯微觀測系統包括顯微鏡鏡片、鏡筒和工業相機；所述連接組件為各個單元之間的連接件；所述的計算機控制單元用于控制注射泵驅動流體流動，計算機控制單元用于控制工業相機啟動并調節工業相機拍攝參數。

2.根據權利要求1所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統，其特征在于，所述微混合器包括一個或多個周期性微混合單元。

3.根據權利要求1所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統，其特征在于，所述微混合器為弧形擋板式混合器；具體制作如下，使用玻璃作為基片，使用配制刻蝕液進行濕法刻蝕，在玻璃上制作微通道，微通道的寬度為0.1～1.0mm，弧形擋板的長度為微通道寬度的2/3，以PDMS為蓋片，在紫外燈下活化后與玻璃熱壓封合，熱壓溫度為30～80℃；刻蝕液配方為：HF濃度2～3mol/L，NH₄F濃度0.5～1.5mol/L，HNO₃濃度0.5～1.5mol/L，HCl濃度3.5～5mol/L。

4.根據權利要求1所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統，其特征在于，所述合成與結晶裝置包括玻璃材質上蓋板、鋁制下蓋板和螺釘組成，其中上下蓋板上雕刻有直徑為0.3～3mm的用于軟管的盤繞的盤繞式微通道，該微通道，蓋板上開有6個用于緊固且直徑為1～3mm的孔。

5.根據權利要求1所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統，其特征在于，所述水浴加熱裝置為封閉式水浴鍋，上封蓋為透明玻璃板，且上封蓋上設置兩個導氣管。

6.根據權利要求1所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統，其特征在于，所述軟管為硅膠管、聚氯乙烯管、聚碳酸酯管或聚四氟乙烯管。

7.一種利用權利要求1所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統觀察晶體的方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟一，配制起爆藥合成的相關反應液和添加劑或雜質溶液，將配制的溶液分別置于流體驅動單元里的注射器內，并將注射器在多通道注射泵上安裝好；

步驟二，將與反應液互不相溶的連續相載液置于另外一個注射器，并將注射器在單通道注射泵上安裝好；

步驟三，將注射器與混合單元、注射器與T型接頭、混合單元與T型接頭之間用硅膠管管道連接起來，并將反應單元內硅膠管盤好連接到T型通道的另一端；

步驟四，將水浴鍋注滿水，設置水浴加熱裝置溫度，并在計算機上設置各個注射泵的流速及體積參數；

步驟五，將顯微鏡鏡片、鏡筒和相機組裝好，并用連接線與計算機連接，打開計算機上的相關控制軟件，設置顯微鏡的參數；

步驟六，待水浴鍋溫度加熱到設定溫度時，啟動單通道注射泵，向軟管內輸送連續相載液；

步驟七，待載液流動穩定后，啟動多通道注射泵，使反應液和添加劑劑溶液同時向混合單元輸送；

步驟八，待液滴穩定形成并被輸送至結晶裝置時，將顯微鏡移動至晶體剛剛開始生成的位置，調整焦距以及放大倍數使圖像清晰，操作計算機拍攝此位置的晶體圖像；

步驟九，將顯微鏡沿著盤狀管道的軸向移動至相鄰的微管道位置，重復步驟八，對一個軸向的所有微管道液滴內晶體進行拍照；

步驟十，通過拍攝點的位置和相應流速計算出拍攝點晶體生長的時間，再通過所拍圖片計算出各個時間點對應晶體的粒徑大小，最終可以獲得晶體的晶核生長速率和晶體生長速率；

步驟十一，當起爆藥晶體結晶完全后從微管道流出，對起爆藥產品進行收集和后處理。

8.根據權利要求7所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統觀察晶體的方法，其特征在于，步驟二中，所述連續相載液為正十四烷、正十八烷或全氟甲基十氫萘。

9.根據權利要求7所述的基于嵌段流的起爆藥結晶系統觀察晶體的方法，其特征在于，水浴鍋的溫度為20-80℃。