[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

本發明公開了一種基于嵌段流的起爆藥結晶系統，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。計算機控制道注射泵驅動注射器中的連續相載液通過軟管流向T型連接器，同時控制注射泵驅動注射器中的反應液和添加劑或雜質溶液通過軟管匯集并流至微混合器，混合完全后流向T型連接器，形成形狀均勻的液滴，液滴隨著流體流動進入合成與結晶裝置；顯微觀測系統包括顯微鏡和連接計算機控制單元的連接線，通過計算機控制顯微鏡對不同位置晶體的生長狀況進行拍攝，便于研究晶體的生長狀況和調控晶體的質量。

技術領域

本發明涉及一種火工品和起爆裝置領域，特別是涉及一種起爆藥結晶系統。

背景技術

起爆藥是一類易受外界能量激發而發生爆燃或爆炸，并能迅速形成爆轟的敏感炸藥。對外界一定的熱、電、光、機械等激發能有較大的敏感度，并能輸出足夠的能量，以爆轟波引爆猛炸藥。

起爆藥產物的晶體形態、晶體的大小及粒度分布范圍對火工品裝藥的流散性能有著直接的影響，從而影響到火工品的裝藥性能。同時對其感度、起爆威力等爆炸性能和安定性能也有著重要的影響。晶形規整、粒度均勻的起爆藥晶體產品，對整個生產過程包括過濾、洗滌、烘干、火工品裝藥以及母液廢液處理等工序都能創造良好的條件。同時有利于保證起爆藥生產、裝配的安全性和質量的穩定。

在起爆藥的合成與結晶過程中，外部環境條件對晶體生長影響極大，如介質溫度、壓力、濃度、雜質或者添加晶形控制劑等。目前，間歇式釜式反應器被廣泛應用在起爆藥的研究與合成領域。然而，由于常規反應器尺度大，傳熱、傳質效率不高，反應體系中不可避免地存在大范圍的濃度梯度、溫度梯度，這使得在反應器內不同區域的反應環境差異很大。所以采用常規間歇釜式反應器合成的起爆藥產物常以不同的結晶形態出現，聚晶顆粒和單晶顆粒摻雜存在，晶體顆粒具有非常寬的粒度分布。此外，由于采用的是間歇釜式反應器，常規的合成方法無法實現與檢測設備進行聯用，無法在線獲得起爆藥在反應體系中的結晶動力學信息，使得起爆藥結晶過程機理研究沒有得到實質性的進展。

嵌段流技術是通過利用互不相溶的兩相微流體，其中以液滴形式存在的相稱作分散相，運載液滴的連續流動相稱作連續相，將分散相微流體以微小的體積單元(10^-15～10^-9L) 的液滴形式分散到另一種連續流動的連續相微流體中，液滴被互不相溶的流體運載到微尺度通道中，連續相和分散相共存于微尺度通道內。這種基于微流體的液滴操控技術，可以在互不相溶的兩相中產生形態穩定、體積微小、比表面積大的連續液滴。液滴內部物質擴散距離極短，混合迅速，可快速實現有效的物質交換，因而液滴內部的流動滯留時間、濃度梯度和溫度梯度分布均勻，具有更高的傳質、傳熱效率，液滴內部的化學反應具有更高的反應效率，產率和純度也相應提高。每個液滴都被不相容的油相包裹，液滴與通道壁不直接接觸，相鄰液滴也被油相分隔，所有的液滴都隨油相一起運動，避免了相鄰液滴間的物質交換，隔絕了樣品間的交叉污染，并且使得產生固體顆粒的反應能不易堵塞微通道，更適合兩相化學反應的應用。此外，嵌段流技術易于與光學顯微鏡聯用，實現晶體生長過程中的在線監測。

發明內容

本發明的目的是提供一種安全可靠、混合高效、滯留時間短、可在線監測的起爆藥合成與結晶系統,該系統不僅可以用于起爆藥的合成，還可以用于起爆藥的晶體生長動力學研究。