1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑的合成与表征

以N-甲基吡唑为原料,加热下在I2/KIO3溶液中碘化,后经纯硝酸硝化得到1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(MTNP)。用红外光谱、核磁、元素分析对产物结构进行了表征,讨论了加料次序对碘代反应结果的影响及硝化温度对硝基取代位置的影响,得到最优加料次序并合成出硝基吡唑衍生物。对制备目标产物的硝化反应条件进行了研究,最佳反应温度为80～83℃。

高氯酸铵降感技术研究进展

在高燃速推进剂研制过程中,添加超细高氯酸氨(AP)可大幅提高燃速,但也带来机械感度升高的问题。分别从球形化AP及表面改性、包覆AP、AP复合物等几个方面综述了AP降感技术的研究进展。同时,对降感AP在推进剂中的应用情况进行了总结和分析。并指出,未来AP降感的重点研究方向为改善球形化超细AP的表面结构、对超细AP进行混合包覆及探索新型功能材料。以期为高燃速推进剂的安全研制提供参考。

熔铸炸药载体的研究评述

综述了熔铸炸药载体的国内外研究现状,包括苯环类、杂环类、脂肪类、含能盐类等四类,介绍了近20年来发展的18种熔铸炸药载体的物理化学性能、爆轰性能与合成方法,分析了它们作为熔铸炸药载体的优缺点,为促进上述低熔点炸药更好地应用到熔铸炸药配方中提供参考。

1-甲基-3,4-二硝基吡唑合成与表征

以3-硝基吡唑为原料,通过硝化、甲基化得到1-甲基-3,4-二硝基吡唑(MDNP),优化了合成工艺,得到较优的甲基化反应的工艺条件:反应温度90℃;反应时间6.5h;3,4-二硝基吡唑、碳酸二甲酯与无水碳酸钾的摩尔比为1∶10.5∶1.5,目标产物总得率55.6%。采用熔点测定、元素分析、红外光谱、核磁共振等对目标产物进行了结构表征,利用DSC研究了其热分解性能。结果表明,热分解温度为298℃,熔点为20℃,在常温下为液体单质炸药,热稳定性好。

嵌入包覆型AlH_(3)含能复合颗粒的制备及其反应特性

为了提高三氢化铝(AlH_(3))的稳定性,采用声共振与喷雾干燥技术相结合的方法制备了3种嵌入包覆型AlH_(3)@Al@xAP(AHAPs)含能复合颗粒,AlH3@Al和AP的质量比分别为9∶1(AHAPs‑10%)、7∶3(AHAPs‑30%)和1∶1(AHAPs‑50%)。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)等分析手段对AHAPs及其凝聚相燃烧产物的形貌和结构进行表征,利用热重‑差示扫描量热仪(TG‑DSC)、真空安定仪(VST)研究了样品的热反应活性和稳定性。结果表明,AHAPs含能复合颗粒不仅提高了AlH3的稳定性,同时还促进了AP的分解,随着表面AP包覆含量的增加,AlH3的起始分解温度提高了8.5~11℃,AP的高温分解峰温降低了约81.6℃。与AlH3的分解时间(1006 min)相比,AHAPs‑50%复合颗粒的分解时间提高了近50.9%,达1518 min。此外,嵌入包覆型复合颗粒AlH3@Al/63.5%AP的反应热(9125.6 J·g^(-1))与机械混合样品相比,提高了1054.1 J·g^(-1),且凝聚相燃烧产物粒径更小,说明其燃烧更加完全、燃烧效率更高。

炭黑种类及含量对RDX-CMDB推进剂低压燃烧性能的影响

为了调节RDX-CMDB推进剂低压条件(1~6MPa)下的燃烧性能,通过造粒浇铸工艺制备了推进剂样品,研究了炭黑种类(CB-1、CB-2及CB-3)和含量变化(0~1%)对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响,测试和计算了不同工作压强下的燃速和压强指数。结果表明:不同种类的炭黑均可提高RDX-CMDB推进剂在1~6MPa压强范围内的燃烧速度,其中炭黑CB-3对RDX-CMDB推进剂低压条件下燃烧性能调节作用最优;随着炭黑(CB-3)添加含量增加,RDX-CMDB推进剂的燃速也逐渐增加,燃速增加幅度在炭黑添加含量为0.75%左右达到最大;同时,RDX-CMDB推进剂的燃速压强指数在1~6MPa范围内先降低后增加,炭黑添加含量为0.5%时燃速压强指数最低为0.37。

ADN及其固体推进剂燃烧特性的研究进展

系统介绍了二硝酰胺铵(ADN)燃烧的最新研究动态,综述了国内外近年来报道的ADN燃烧时发生的物理化学变化、ADN燃烧机理、催化剂/ADN混合物燃烧性能以及ADN基固体推进剂燃烧特性的最新研究进展。首先指出了ADN的燃烧主要受凝聚相反应控制,ADN燃烧波结构包括固相层、泡沫层(包括固-气和液-气)和气相层;其次,总结了ADN基固体推进剂燃烧特性的研究现状,对现有研究中存在的局限性进行了分析;最后,指出继续开发适用于ADN基固体推进剂的新型燃烧催化剂是今后研究的重点方向之一。另外,随着非异氰酸酯固化体系在ADN基固体推进剂中的应用,需进一步加深ADN基固体推进剂燃烧性能的研究,尤其是三唑环的引入对ADN热分解及推进剂中其他组分热分解的影响。

二硝酰胺铵(ADN)/纳米Fe_(2)O_(3)的热分解特性研究

二硝酰胺铵(ADN)因具有氧平衡和能量高、且不含卤素的特点,被认为是新型固体推进剂中最有应用前景的高能氧化剂之一。重点研究了纳米Fe2O3(nano?Fe2O3)对ADN热分解行为的影响。利用差示扫描量热法(DSC)和热重(TG?DTA)分析法,研究了nano?Fe2O3/ADN混合物的热行为,采用Friedman法计算了其活化能;利用TG?DTA?MS和TG?DTS?IR联用仪,进一步研究了纯ADN和nano?Fe2O3/ADN混合物在相同测试条件下的气体分解产物组成及热分解机理。结果表明,nano?Fe2O3降低了ADN的起始分解温度和最大分解温度,促进了ADN的热分解,反应后残留物的质量与最初添加到混合物中的nano?Fe2O3的质量接近,表明nano?Fe2O3可以催化ADN的热失重和放热行为,且nano?Fe2O3并没有改变ADN的反应过程,分解产物不变。

含ADN或TKX-50的叠氮高能固体推进剂能量特性分析

利用最小自由能法研究了叠氮类[如聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、3,3-双叠氮甲基氧丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)、聚3-甲基-3-叠氮甲基环氧丁烷(PAMMO)]高能固体推进剂的能量特性参数,重点研究了二硝酰胺铵(ADN)和5,5-联四唑-1,1-二氧二羟铵(TKX-50)在不同固体填料配比下对推进剂能量特性的影响规律。结果表明:在高固含量的叠氮推进剂中,用ADN取代高氯酸铵(AP),由于燃烧产物平均相对分子量降低,推进剂比冲提高;叠氮类推进剂能量由大到小为GAP、PBT、PAMMO;TKX-50用于叠氮类高能固体推进剂中,由于体系内的负氧平衡问题,TKX-50与奥克托今(HMX)、AP或ADN间存在能量的最优配比。用TKX-50完全取代HMX时,ADN/TKX-50/Al推进剂的理论比冲为2790.6N·s/kg,比ADN/HMX/Al推进剂的理论比冲增加了30.7N·s/kg。

多硝基金刚烷的合成及其理论研究进展

综述了多种硝基金刚烷(包括1–硝基金刚烷、2–硝基金刚烷、2,2–二硝基金刚烷、1,3–二硝基金刚烷、1,2,2–三硝基金刚烷、1,3,5,7–四硝基金刚烷、2,2,4,4–四硝基金刚烷、2,2,6,6–四硝基金刚烷、2,2,4,4,6,6–六硝基金刚烷等)的合成方法,对多硝基金刚烷的重点研究方向进行了展望。总结了各种多硝基金刚烷的最新理论研究成果,认为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10–十硝基金刚烷为所有多硝基金刚烷中爆轰性能最优的目标化合物。