高能稠环四嗪的性能及与硝酸酯类化合物的相容性

为了进一步研究高能稠环四嗪的应用性能,采用差示扫描量热(DSC)法和真空安定性实验(VST)对3-硝铵基-6-(1H-四唑-5-基)-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(TATTN)及肼盐(TATTN·N_(2)H_(4))、铵盐(TATTN·NH_(4))和羟胺盐(TATTN·NH_(3)OH)与硝酸酯类含能黏结剂的相容性进行初步研究;采用DSC法对上述相容性好的混合体系的热分解动力学进行研究。DSC研究结果表明,TATTN及其铵盐与硝化棉(NC)均相容;TATTN及其铵盐与吸收药(硝化棉和硝化甘油混合物,NC/NG)均相容;TATTN及其盐与N-硝基二乙醇胺二硝酸酯(DINA)的相容性较差,敏感,不适合使用。VST实验结果表明,TATTN及其铵盐与NC、吸收药相容。由此可见,TATTN及其铵盐能与NC和NC+NG体系相容。利用氧弹量热法测量获得TATTN、TATTN·N_(2)H_(4)、TATTN·NH_(4)和TATTN·NH_(3)OH的燃烧能,进而计算获得生成焓,分别为903.08、1175.76、902.16和1020.6kJ/mol,表明TATTN、TATTN·N_(2)H_(4)、TATTN·NH_(4)和TATTN·NH_(3)OH是具有高的正生成焓的化合物。

含能材料反应过程逸出气体的质谱检测及定量分析

针对含能材料反应过程多组分气体的同时快速释放特点,利用质谱的连续实时、全组分扫描的检测方式,详细阐述了其采样传输、图谱解析、定量分析等方面存在的技术难题,分析不同质谱采样接口的可靠性与失真机理、反应过程与质谱电离同步耦合作用下的图谱重叠、多组分气体质谱定量等难点。选取3类代表性反应过程具体阐述了锅炉结渣物的逸出气体冷凝结晶二次反应、CaS气化反应过程质谱信号非线性解析及典型含能材料Fx逸出气体质谱定量解析。结果表明,利用质谱定量分析方法———等效特征图谱法(Equivalent characteristic spectrum analysis)ECSA?,实现了对采样失真的判断与多组分气体质量变化率的精准解析,通过解析后的多组分质量变化连续动态信息,基于物料、组分、元素质量平衡,实现对多重反应过程的精准辨识。

新型含氟聚氨酯弹性体的制备与性能研究

将长链含氟聚丙烯酸酯通过化学键键接到聚氨酯体系中,制备了一系列新型含氟聚氨酯,通过傅里叶红外光谱证实了产物的结构。通过X射线衍射、应力-应变、差示扫描量热以及接触角等实验详细研究了材料的聚集态结构、力学性能及疏水性质。实验结果表明含氟聚氨酯的性质与侧链氟原子个数紧密相关。随着侧链氟含量的增加,聚氨酯的接触角变大,表面自由能变小,疏水性得到明显提升。同时,材料的结晶度和力学性能可通过侧链氟含量进行调节,当氟原子个数为8时,含氟聚氨酯具有最佳的力学性能。

自愈合发光聚氨酯弹性体的制备与性能

聚氨酯材料具有优异的力学性能,而发光自愈合聚氨酯在裂缝自诊断和修复等领域具有广阔的应用前景。本文将双(2-羟乙基)二硫化物(HEDS)和1-(4-羟基苯基)-1,2,2-三苯乙烯(TPE-OH)通过化学键键接到聚氨酯体系中,制备了一种具有光致发光性质的自愈合聚氨酯(PUDS),采用傅里叶红外光谱对其化学结构进行了表征,通过X射线衍射仪、万能拉力试验机、荧光分光光度计等方法详细研究了材料的聚集态结构、力学性质、自愈合性能以及光致发光性质。实验结果表明,PUDS具有优异的光致发光性质,其自愈合性能及力学性能与动态二硫键及硬段含量有关。随着动态二硫键含量的增加,材料的自愈合性能逐渐增强,但力学性能逐渐减弱;随着硬段含量的增加,其自愈合性能逐渐减弱,但力学性能逐渐增强。因此,PUDS的力学性能和自愈合性能可通过改变动态二硫键及硬段的含量来调节。在工作中,动态二硫键含量为6.9%(wt)时,样品具有最佳的自愈合性能、力学性能以及光致发光性质。

微量热法研究GAP与BPS固化反应

为了解叠氮黏合剂/非异氰酸酯固化体系的反应动力学和固化终点,通过非等温与等温微量热法,利用Kissinger方程和Crane方程研究了聚叠氮缩水甘油醚(GAP)与非异氰酸酯固化剂-丁二酸二丙炔醇酯(BPS)黏结体系的固化过程。结果表明,—C≡C—与—N_(3)摩尔比为1时,GAP/BPS黏结体系固化反应放热量最大;固化反应的表观活化能为80.33kJ/mol,指前因子为10^(8.42)s^(-1),反应级数为0.94,固化反应热为-1357.69J/g;拟合计算出了黏结体系的特征温度,凝胶温度为313.87K,固化温度为316.18K,后固化温度为338.55K;GAP/BPS黏结体系固化反应中存在自催化现象;拟合出黏结体系完全固化时间与温度之间的函数关系为y=4.13×10^(10)e^(-0.06441x)+5.029。

3,3’-二硝氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱羟胺盐的热行为和热安全性研究（英文）

利用C500量热仪研究了3,3′-二硝氨基-4,4′-氧化偶氮呋咱羟胺盐(HNAF)的热分解特性,根据Kissinger和Ozawa方程计算了热分解的动力学参数,同时计算了热分解的热力学参数;采用Micro-DSCⅢ量热仪测定了3,3′-二硝氨基-4,4′-氧化偶氮呋咱羟胺盐的比热容,计算获得了3,3′-二硝氨基-4,4′-氧化偶氮呋咱羟胺盐热安全评价参数。结果表明,HNAF的活化能(E)和指前因子(A)分别为205.26 kJ/mol和1020.32 s-1;活化熵、活化焓和活化吉布斯自由能分别为140.76 J/(mol·K)、201.56 kJ/mol和200.39 kJ/mol。比热容方程与298.15 K时的摩尔比热容分别为C p=-1.560+0.016 T-2.263×10-5 T 2(J/(g·K))和446.028 J/(mol·K)。自加速分解温度、绝热分解温升、热爆炸临界温度分别为444.44 K、2382.89 K、452.86 K,绝热至爆时间为12.46~12.54 s。

纳米碳酸钙的粒度对热分解活化能的影响

利用热分析仪测定了不同粒径纳米碳酸钙的热分解曲线,分别采用Achar方程和Coats-Redfern方程对热重数据进行了拟合,得到了不同粒径纳米碳酸钙的表观活化能,讨论了粒度对表观活化能的影响规律。研究结果表明,纳米碳酸钙热分解反应属于Avrami-Erofeev的成核与生长为控制步骤的反应机理,其热分解反应的表观活化能随着粒径的减小而降低,并且表观活化能与粒径的倒数呈线性关系。

PBT与BPS固化反应特性

为了解叠氮黏合剂/非异氰酸酯固化剂固化体系的反应特性,通过微量热法研究了3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷与四氢呋喃共聚醚(PBT)与非异氰酸酯固化剂-丁二酸二丙炔醇酯(BPS)黏结体系的固化反应过程,采用Kissinger法和Crane法计算了该黏结体系固化反应的动力学参数和特征温度,根据333.15、343.15、353.15和363.15 K四个等温条件下该黏结体系完全固化所需的时间拟合了完全固化时间与温度的方程。结果表明,PBT/BPS黏结体系固化反应的表观活化能为81.94 kJ·mol^-1,指前因子为10^8.48 s^-1,反应级数为0.93,固化反应热为-926.88 J·g^-1;该黏结体系的凝胶温度为319.29 K,固化温度344.52 K,后固化温度为366.11 K;该黏结体系固化反应中存在自催化现象;拟合出的该黏结体系完全固化时间与温度之间的关系式为y=8.3345×10^4e^-0.02309x-11.116。

超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用

用纳米铝粉和纳米氧化铅、纳米氧化铜和纳米三氧化二铋为原料,采用超声分散复合的方法,制备了纳米超级铝热剂Al/PbO、Al/CuO和Al/Bi2O3。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)和红外光谱(IR)对原料和产物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征;运用差示扫描量热仪(DSC)评估三种超级铝热剂与双基推进剂主要组分的相容性;研究了3种超级铝热剂对双基推进剂燃烧性能的影响。结果表明,Al/PbO、Al/CuO和Al/Bi2O3与推进剂主要组分硝化棉(NC)、硝化棉/硝化甘油(NC/NG)混合物和吉纳(DINA)的相容性均良好,而与黑索今(RDX)和1,3-二甲基-1,3-二苯基脲(C2)相对较为敏感;含三种纳米超级铝热剂的双基推进剂表现出优异的燃烧性能。

油酸包覆纳米铝粉/黑索今复合体系的热行为及非等温分解反应动力学

在氮气气氛下,采用油酸(OA)对纳米铝粉(nmAl)进行了表面包覆处理,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对其形貌和结构进行了表征.用差示扫描量热(DSC)对油酸包覆前后的纳米铝粉与黑索今(RDX)构成的复合体系[nmAl/RDX和(nmAl+OA)/RDX]的热分解反应动力学进行了研究,得到了动力学参数和动力学方程.结果表明,大量油酸以物理吸附的方式吸附在纳米铝粉表面,少量油酸与纳米铝粉表面铝原子发生了化学反应,以化学键合的形式附着在纳米铝粉表面.与nmAl/RDX复合体系相比,(nmAl+OA)/RDX复合体系在不同升温速率下的分解峰峰温都相对降低,分解反应的表观活化能(Ea)和指前因子(A)分别为141.18kJ·mol-1和1012.57s-1,分解反应机理为三维扩散,服从n=1/2的Jander方程,其动力学方程为dα/dt=1013.35(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]1/2e-16981.0/T.

纳米Ag/CNTs复合材料的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用银镜法和水热法制备了两种纳米Ag/CNTs(碳纳米管)复合材料,利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对复合物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征,并运用差示扫描量热法(DSC)研究了纳米Ag/CNTs复合材料对环三亚甲基三硝胺(RDX)热分解特性的影响.结果表明:纳米Ag以10-80nm的不规则球形'粘附'于纳米CNTs表面,分散较均匀,水热法制得的复合物表面纳米Ag较大、且负载的Ag粒子较多;纳米Ag/CNTs复合材料的加入改变了RDX的热分解过程,使原有占主导的液相分解变为二次的气相反应加剧,RDX主分解峰形发生了明显的改变;纳米Ag/CNTs复合材料对RDX热分解的催化主要表现为分解温度的降低.

含金属氢化物的复合推进剂能量特性

为考察金属氢化物燃料对复合推进剂能量特性的影响,基于丁羟三组元和四组元配方体系,采用最小自由能原理方法,对配方进行了化学平衡性能计算,获得了金属氢化物对标准理论比冲贡献的最优值。采用金属氢化物逐步取代真实复合推进剂配方中的铝粉,并对能量特性参数和推进剂密度进行了分析,为高能复合推进剂研制提供参考。

高反应活性纳米含能材料的研究进展

综述了高反应活性纳米含能材料的最新研究进展,分别介绍了高反应活性单分子纳米含能材料和高反应活性纳米复合含能材料,特别是对超级铝热剂,即亚稳态分子间复合材料(M IC)进行评述。分析了高反应活性纳米含能材料制备、表征以及应用研究中存在的问题,指出高反应活性纳米含能材料未来的研究方向及重点,并对其潜在的应用领域及优越性进行了展望。附参考文献57篇。

DSC法研究高能炸药TEX与推进剂组分的相容性

采用差示扫描量热法(DSC)研究了4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5,5,0,05,9,03,11]十二烷(TEX)与黑索今(RDX)、吉纳(DINA)、硝化棉(NC)、吸收药(NC+NG)、苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸铅(Φ-Pb)和微米级铝粉(Al)等推进剂主要组分的热分解性能,并考察了TEX与7种组分的相容性。结果表明,TEX的热稳定性较好,与RDX、Φ-Pb、NC、DINA和Al粉的相容性良好,与NC+NG和DEP轻微敏感、相容性较好,可应用于推进剂等含能材料领域中。

CL-20粒度对GAP/AP/Al高能推进剂燃烧性能的影响

为了研究CL-20粒度对含Al高能固体推进剂燃烧性能的影响,通过捏合浇铸工艺制备了含不同粒度CL-20(14μm、115μm)的GAP/AP/Al高能推进剂,采用靶线法测定了推进剂在不同压强下的燃速,并计算了压强指数;利用微型高温热电偶测温技术、燃烧火焰单幅照相技术研究了CL-20粒度对该推进剂燃烧性能影响的机理。结果表明,7~18MPa下含粗粒度(115μm)CL-20的GAP/AP/Al推进剂的燃速比含细粒度(14μm)CL-20的推进剂高7%~37%;2~10MPa下前者压强指数为0.52,后者为0.46;粗粒度CL-20较细粒度提前进行部分分解,分解产物除催化自身分解反应外,还促进了AP的分解,从而提高了相应推进剂凝聚相反应区的温度攀升速率,并使推进剂的燃速更高。

RDX-CMDB推进剂激光点火特性

采用CO2激光点火的方法研究了双基推进剂SQ-2和RDX-CMDB推进剂在不同热流密度作用下的点火特性,探讨了RDX含量、Al粉和燃烧催化剂对RDX-CMDB推进剂点火性能的影响。实验结果表明,SQ-2和RDX-CMDB推进剂(含Al粉的配方除外)的点火延迟时间随热流密度增加而递减,且热流密度较高时,点火延迟时间变化趋缓。RDX-CMDB推进剂中RDX含量、Al粉和催化剂对其点火延迟时间的影响与热流密度大小有关。在较低热流密度(51.5 W.cm-2)时,除Al粉使推进剂的点火延迟时间变长以外,其他组分对点火延迟时间的影响则不大;在较高热流密度(102 W·cm-2和153 W·cm-2)时,试样的点火延迟时间随着RDX含量的增加而变长,Al粉和催化剂的加入对点火过程和点火延迟时间均有较大影响。

六硝基六氮杂异戊兹烷的热分解反应动力学参数和热安全性评估(英文)

用差示扫描量热仪（DSC）和Micro-DSCⅢ装置研究了六硝基六氮杂异戊兹烷（HNIW）的热行为和非等温热分解反应动力学和比热容.通过非等温DSC曲线计算HNIW热分解反应的动力学参数（活化能Ea和指前因子A）.结果表明,其热分解反应的微分机理函数、Ea和A值分别为3（1-α）[ln（1-α）]2/3,155.04 kJ·mol-1和1013.55s-1.热爆炸临界温度为226.60℃,其反应活化熵（△S≠）、活化焓（△H≠）和活化自由能（△G≠）分别为11.60J· mol-1·K-1、152.04kJ·mol-1和146.29kJ·mol-1.在283～343K,比热容随温度变化的方程为：Cp=0.2472＋0.002705992 T.自加速分解温度、绝热至最大分解速率时间、绝热至爆时间分别为486.5 K,54.81s和54.31s.构建了HNIW热感度概率密度分布曲线.

4-胺基-1,2,4-三唑高氯酸铜配合物Cu(AT)_4H_2O(ClO_4)_2的合成、表征及其燃烧催化作用

以甲酸乙酯和水合肼为原料,历经氨解、成环两步反应得到4-胺基-1,2,4-三唑(AT);然后,以乙醇为溶剂,AT与高氯酸铜发生络合反应,得到4-胺基-1,2,4-三唑高氯酸铜配合物(ATCP)。采用有机元素分析、X射线荧光光谱和FTIR,对其进行了表征。利用TG/DTG、DSC研究了ATCP的热分解行为,其最终分解产物为CuO。利用浇注工艺制备了含ATCP的改性双基推进剂样品,研究了ATCP对推进剂燃烧性能的影响。结果表明,ATCP对改性双基系推进剂的燃烧具有良好的催化作用,是一种高效的燃烧催化剂。

微纳米RDX炸药的连续比热容、热力学性质和热分解动力学

为了分析不同粒径RDX的热性能,在温度288~353K下,采用μSC量热法测试了粒径分别为1μm、500nm、100nm的微纳米R D X炸药的连续比热容,由比热容随温度的变化曲线拟合得到了温度二次方的Cp表达式,并依据热力学定律计算获得了不同粒径RDX的热力学参数;采用DSC分别测试了3种粒径RDX的热分解性能,获得热分解规律曲线,并用Kissinger法计算了不同粒径RDX的分解动力学参数。结果表明,μSC量热法测试连续比热容简便并且数据准确。微纳米RDX的比热容、熵和焓均随着温度的升高而增加,但吉布斯自由能降低;焓和吉布斯自由能随粒径的下降而下降,但熵随着粒径的下降而增加;与微米RDX相比,两种纳米RDX的熵和吉布斯自由能随粒径的变化不大,这两种热力学函数显示了纳米与微米材料之间的不同;纳米与非纳米RDX熔融态分解的动力学参数虽有不同,但它们都服从同一"动力学补偿效应"。

高聚碘的制备、测定及应用

综述了高聚碘的制备方法、测试手段及其应用。树脂高聚碘的制备方法为流动床循环法,固体和液体高聚碘都是采用直接反应的方法。高居碘的测试手段多样,主要的有X-射线衍射、拉曼光谱和远红外光谱。它在杀菌和导电方面都有着重要应用。