微通道反应器合成二缩三乙二醇二硝酸酯的工艺

为了开发硝酸酯安全、高效的合成新技术,开展微通道反应器中二缩三乙二醇二硝酸酯合成工艺研究,考察水浴温度、物料比以及平均停留时间对反应收率和纯度的影响。结果表明,微通道反应器合成二缩三乙二醇二硝酸酯的最佳工艺条件为:水浴温度25℃,硝酸、硫酸与二缩三乙二醇摩尔比1:0.67:0.3,平均停留时间16.3 s;与传统工艺相比,微通道反应合成工艺具有硝酸用量省、在线量小、停留时间短、收率高等优点。

三乙二醇二硝酸酯与高分子黏结剂在混合体系中的分子间相互作用

用分子轨道(MO)方法在PM3水平上研究三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)分别与环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚(PET)、聚乙二醇(PEG)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、缩水甘油叠氮基聚醚(GAP)、3-叠氮甲基-3-甲基环氧丁烷聚合物(AMMO)和3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷聚合物(BAMO)6种高分子黏结剂所形成的混合体系模型物,求得稳定几何构型。经色散能校正计算,近似求得其相互作用能(ΔE)。整体上讲,AMMO和BAMO与TEGDN的相互作用能大于其他4种高分子黏结剂。其结果为TEGDN与高分子黏结剂之间的相容性研究提供基础数据和理论指导。

一缩二乙二醇二硝酸酯中有机杂质的定性和定量分析

为了对含能增塑剂一缩二乙二醇二硝酸酯(DEGDN)中的有机杂质进行定性和定量分析,采用气相色谱-质谱联用法,利用NIST标准质谱库检索、对照品比对以及杂质形成机理分析,对DEGDN中的有机杂质进行定性,然后采用外标法对杂质进行定量。结果表明,在DEGDN中检测到4种有机杂质,杂质1、3、4分别为2-(羟甲基)-1,3-二氧戊环、正癸烷和乙二醇二硝酸酯,杂质2可能为2-羟基-1,4-二氧六环;外标法中各物质线性关系良好,线性相关系数为0.999 5~0.999 9,平均加标回收率为96.72%~103.33%,RSD为0.31%~1.25%,表明该方法精密度和准确度高,可用于DEGDN中有机杂质的检测分析。

新型十六烷值改进剂乙二醇二硝酸酯的研究

采用低温循环水浴装置,以乙二醇、浓硝酸为原料,浓硫酸为催化剂,尿素和硫酸铵为稳定剂,制备了乙二醇二硝酸酯。考察了酯化反应温度、反应时间、酸酸摩尔比和酸醇摩尔比对酯化反应的影响。实验确定了最佳反应条件:混酸及酯化温度控制在0～5℃,浓硫酸与浓硝酸摩尔比2.1∶1,硝酸与乙二醇摩尔比为2.2∶1,反应时间为1.5 h。通过红外光谱分析产物的吸收峰与目标产品分子的官能团吸收峰基本一致。在该条件下合成的乙二醇二硝酸酯的收率在80%以上。

制备液相色谱-离子色谱法测定二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)中阴离子杂质

为了测定含能增塑剂二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)中的阴离子杂质,采用制备液相色谱-离子色谱法对TEGDN 中的阴离子进行定性定量分析。考察了制备液相色谱实验中不同流动相比例、进样量、收集时间对TEGDN 中杂质阴离子的分离和收集效果的影响以及离子色谱实验中淋洗液体系和淋洗液流速对阴离子分离效果的影响。结果表明,优化后的制备液相色谱条件为:Eclipse XDB-C18 色谱柱(250 mm×9.4 mm,5.0 μm),流动相V 甲醇∶V 水=50∶50,流速1.5 mL·min^-1,检测波长210 nm,柱温30 ℃,进样体积0.25 mL;优化后的离子色谱条件为:Metrosep A Supp 5 型阴离子分析柱(250 mm×4.0 mm,5.0 μm),淋洗液Na2CO3(3.2 mmol·L^-1)/NaHCO3 (1.0 mmol·L^-1),流速0.7 mL·min^-1,抑制型电导检测器,柱温40 ℃,进样体积20 μL。在优化的制备色谱条件下,TEGDN 中的杂质阴离子得到有效分离和收集,在离子色谱测定中,各阴离子线性关系良好,相关系数均大于0.999,检出限为0.0025~0.0100 μg·mL^-1,精密度和重复性试验(n=6)的相对标准偏差均小于2.0%,平均加标回收率为95.5%~103.5%。该方法灵敏度高,重现性好,可用于测定TEGDN7 中的阴离子杂质。

双基发射药和混合硝酸酯发射药的热分解特性

采用C 80微热量仪分析了等容条件下初始药量对双基发射药和混合硝酸酯发射药热分解性能的影响。结果表明,随着初始药量的增大,双基发射药的反应放热峰向低温方向移动,混合硝酸酯发射药的反应放热峰位置基本不变;双基发射药单位质量发热量和反应活化能均呈逐渐降低趋势,而混合硝酸酯发射药单位质量发热量和反应活化能保持在一较小范围内基本不变。这种差异由混合硝酸酯发射药中二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)分解产生的过量甲醛引起。

两种太根(Tri-EGDN和Tetra-EGDN)的几何结构和键裂解能的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP、B3PW91、B3P86方法研究了二缩三乙二醇二硝酸酯(Tri-EGDN)和三缩四乙二醇二硝酸酯(Tetra-EGDN)的平衡分子构型、前线轨道能(EHOMO、ELUMO)、能差(ΔE=ELUMO-EHOMO)和O-NO2键的裂解能(BDE),并分析了两种硝酸酯分子和对应自由基的热稳定性.Tri-EGDN和Tetra-EGDN中的O-NO2键的裂解能用B3P86方法计算最接近真实值.由O-NO2键的裂解能很好地符合文献中对应物质的表观活化能,推知两种物质的热分解反应只是单分子O-NO2键的均裂反应.

柠檬酸镧催化双基推进剂的非等温热分解反应动力学(英文)

采用TG-DTG和DSC技术研究了含二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)和硝化甘油(NG)的混合酯、硝化棉(NC)和用作燃烧催化剂的柠檬酸镧组成的双基推进剂在常压和流动态氮气气氛下的非等温热分解反应动力学.结果表明,该双基推进剂的热分解过程存在2个失重阶段:第1失重阶段为混合酯的挥发分解过程;第Ⅱ失重阶段为主放热分解反应,机理服从三级化学反应,减速型α-t曲线,动力学参数:E_a=231.14kJ·mol^(-1),A=10^(23.29)s^(-1),动力学方程为dα/dt=10^(22.29)(1-α)~3e^(-2.78×10^4/T).由外推起始点温度(T_e)和峰顶温度(T_p)计算得出该双基推进剂的热爆炸临界温度值分别为T_(be)=463.62K,T_(bp)=477.88K.反应的活化熵(ΔS~≠)、活化焓(ΔH~≠)和活化能(ΔG~≠)分别为219.75 J·mol^(-1)·K^(-1),239.23kJ·mol^(-1)和135.96kJ·mol^(-1).

太根及其有机杂质识别与表征研究

为了精确识别与表征太根(二缩三乙二醇二硝酸酯)及其有机杂质,首先采用FT-ICR-MS及NMR对太根的结构进行了精确表征,测得太根加和离子峰质荷比相对误差低至2ppm以内;然后通过GC-MS对太根中的有机杂质进行分离与识别,初步判断有机杂质为地根(一缩二乙二醇二硝酸酯)和乙二醇二硝酸酯,且杂质含量约为0.2%左右;最后利用^(1)H NMR进一步验证了上述有机杂质。综上,本研究建立的分析方法可用于太根及其有机杂质的精确识别与表征。