纳米Pb(II)-没食子酸配合物的合成及其燃烧催化性能

采用液相分散沉淀法制备了纳米 Pb(II)-没食子酸配合物粉体. 用热重分析(TG)、X 射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、核磁共振仪(1H NMR)、红外光谱仪(IR)、激光散射粒径分析仪和元素分析仪对样品的物相、形貌、粒径和组成进行了表征. 研究了没食子酸的浓度和分散剂用量对产物的粒子大小的影响. 并测试了产物对推进剂燃烧的催化作用. 结果表明: 产物的平均粒径约为 30 nm. 没食子酸的浓度降低和分散剂用量增加均使产物的粒子减小. 产物能明显改善推进剂的燃烧性能, 使推进剂的燃速提高 88%, 压强指数降低了 70%.

含能羟基吡啶铅铜盐用作RDX-CMDB推进剂的燃烧催化剂

研究了6种含能羟基吡啶铅、铜盐对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。研究发现:含硝基的羟基吡啶铅盐具有较好的催化燃烧作用和降低压强指数的能力,尤其是2-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐,其催化效率最高,含能羟基吡啶铜盐的催化作用不明显。2-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐和4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐催化效果产生差异的原因是两者热分解历程不同,最后生成的碳量不同。

纳米2,4-二羟基苯甲酸铅(Ⅱ)配合物的合成及其燃烧催化性能研究

采用液相分散沉淀法制备了纳米2,4-二羟基苯甲酸-Pb()配合物粉体,并用TG,XRD,TEM,IR和元素分析对产物进行了表征.研究了反应条件对产物粒径和粒子形貌的影响.用DSC考察了产物对吸收药热分解的催化作用.结果表明,在水溶液中得到的产物为15nm×40nm的棒状粒子,而在乙醇溶液中得到的是粒径约为50nm的球形粒子.产物对吸收药热分解有显著的催化效果,使吸收药的分解峰温降低5.6℃,分解热增加918J/g.

2,4-DNI铅盐的合成及性能

为解决惰性催化剂加入到固体推进剂中引起能量降低的问题,以咪唑为原料经两步硝化、热重排和复分解反应合成了一种新型含能燃烧催化剂2,4-DN I铅盐(PDN I)。测试了其机械感度、相容性等性能,并与PNTO进行了比较。结果表明,PNTO和PDN I与NC/NG体系均具有较好的化学相容性,比PNTO具有更低的机械感度和更好的热稳定性。将其作为含能燃烧催化剂应用于固体推进剂中,考察其对燃烧性能的影响,结果表明,PDN I在螺压改性双基推进剂配方中的燃烧催化作用与2,4-二羟基苯甲酸铅相当。

一种非铅催化硝胺改性双基低燃速低燃温推进剂

为降低双基低燃速低燃温推进剂的燃速、燃温，将含能添加剂PQ加入含HMX的CMDB推进剂中。研究了含能添加剂PQ与HMX复配后部分取代配方中的NC和NG对燃速、燃温的影响，并采用常规的Pb—Cu盐复合催化剂和非铅催化剂体系对该配方体系的燃烧性能进行了调节。结果表明，加入适量的复合含能添加剂能有效降低推进剂的燃速和燃温，可使推进剂理论燃温低于1200K，燃速低于2．5mm／s（10MPa，20℃）；与常规Pb—Cu盐催化剂相比，非铅催化剂的催化效率更高，配方的燃烧性能更好，压强指数可低至0．16（3～7MPa），获得平台燃烧。含能添加剂PQ降低燃速、燃温的原因是加入PQ后，推进剂的能量水平下降以及PQ在分解时的熔化吸热降低了化学反应速率。

4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐在固体推进剂燃烧中的催化作用

在298．15K下用精密转动弹热量计测得4-羟基-3，5-二硝基吡啶铅盐（4HDNPPb）的燃烧能△cU为（-7385．82±3．14）J·g^-1；据此计算的标准摩尔燃烧焓△cHm^θ破为（-4499．63±1．92）kJ·mol^-1，标准摩尔生成焓△fHm^θ为（-796．65±2．32）kJ·mol^-1。研究了4HDNPPb和含能铜盐（或惰性铜盐）的混合物在RDX，CMDB推进剂燃烧中的催化作用，结果表明，复合催化剂体系：2．5％4-羟基-3，5-二硝基吡啶铅盐（4HDNPPb）与0．5％2-羟基-3，5-二硝基吡啶铜盐（2HDNPCu）的混合物，或2．5％4HDNPPb与0．5％邻苯二甲酸铜（Ф-Cu）的混合物，使RDX—CMDB推进剂的燃烧在所测压力范围内（2～20MPa）有较高的催化效率，压力指数小于0．3。

2HDNPPb恒容燃烧能的测定及其在RDX-CMDB推进剂中的应用

利用精密转动弹热量计测定了2-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐(2HDNPPb)的燃烧能ΔcU,其结果为(-7 265.08±3.97)J/g。据此计算的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓分别为(-4 425.81±2.43)kJ/mol和(-870.47±2.76)kJ/mol。利用均匀设计法,研究了2HDNPPb、2-羟基-3,5-二硝基吡啶铜盐(2HDNPCu)和炭黑(CB)在RDX-CMDB推进剂燃烧中的复合催化作用,发现当3种组分的加入量分别为1.0%、0.6%和0.6%时,推进剂在所测压强范围内有最高燃速,并且压强指数较低。

4-羟基-3,5-二硝基吡啶氮氧化物铅及铜盐的合成

从吡啶出发经过多步反应以较高的产率制得了 4 -羟基 - 3,5 -二硝基吡啶氮氧化物的铅、铜盐 ,并通过质谱及元素分析等方法对其进行了结构确定。经 DSC及 TG的分析表明 ,该类化合物对 RDX、AP及 NC+NG等的热分解都具有催化作用 ,且使其产生出更多的分解热 ,表现出良好的含能催化剂的特征。

燃速催化剂LBC对GAP推进剂主要组分热分解行为的影响

通过线性升温条件下的热重(TG)分析和差示扫描量热法(DSC),分别研究了铅盐燃速催化剂LBC对AP、HMX和GAP粘合剂体系等GAP推进剂主要组分热分解行为的影响,测定和比较了它们的热分解特征量和质量损失。证实LBC促进了AP高温分解温度的降低及其低温段的放热量增加,并使其低温段的热分解速率加快,对AP的热分解行为产生明显的催化作用;对GAP粘合剂的放热峰温和质量损失的影响不明显,但对硝酸酯增塑剂和纯GAP的放热量产生显著影响;对HMX的热分解行为几乎没有影响。

制备条件对鞣酸铅催化燃烧活性的影响规律

鞣酸铅(Ta-Pb)是双基系固体推进剂的高效燃烧催化剂,但其催化活性受化学组成、结构等多个因素的影响,导致在实际应用中易出现批次间燃烧催化性能差异较大的问题。为了解决这一问题,探究了氧化铅法和醋酸铅法制备的鞣酸铅样品对推进剂燃速和压强的影响规律,并从Pb2+含量和pH值两方面系统研究了不同条件制备的鞣酸铅的燃烧催化性能。研究结果表明:氧化铅法制备的鞣酸铅催化性能优于醋酸铅法制备的鞣酸铅。随着鞣酸铅中Pb2+含量的升高,推进剂的燃速先增大后减小。在鞣酸与氧化铅摩尔比为1∶5时(Pb2+含量为31.95%),制备得到的鞣酸铅的燃烧催化性能较优,推进剂的燃速可达32.79 mm·s^-1(16 MPa);当调节反应体系pH至中性时,得到的鞣酸铅样品对推进剂燃烧性能的促进作用可以进一步得到改善。最佳的鞣酸铅制备条件为:氧化铅法、鞣酸与氧化铅摩尔比为1∶5、pH为中性。此条件下制备的鞣酸铅可使双基推进剂的燃速高达33.13 mm·s^-1(16 MPa),平均压强指数小于0.4(12~16 MPa)。