偶氮四唑胍盐GZT高压物性的第一性原理计算

偶氮四唑胍盐GZT具有良好的爆轰性能和较低的感度,是潜在的高能钝感炸药和气体发生剂.目前针对GZT的研究主要集中在常温常压状态下,而对其在高压等极端条件下的研究极少开展,其压力下的结构稳定性、电子性质以及氢键相互作用还有待深入分析.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了GZT在0~50 GPa压力下的结构稳定性、电子结构以及氢键相互作用.研究结果表明,GZT在此压力范围内没有发生结构转变,其结构在x轴方向上氢键分布稀少的特点导致了它沿此方向容易被压缩,C1-N1是结构中表现得最不稳定的化学键.同时,GZT属于间接带隙化合物,带隙随着压力的增加而单调递减,感度增加.此外,N-H…N类型的氢键在GZT所有的相互作用中占据主导地位氢键沿yz平面的贡献占主要地位,沿x轴贡献很少.压力使得氢键相互作用的范围扩大且距离缩短.

偶氮四唑胍盐的热分解机理

采用热重分析(TG),差示扫描量热法(DSC),固体原位池/红外和质谱(直接进样和热裂解-色谱-质谱联用方式)研究了偶氮四唑胍(GZT)的热分解行为,凝聚相产物和气相产物的变化,提出了GZT的热分解机理。结果表明,GZT分解失重的第一阶段由偶氮四唑的放热分解反应和胍分解的吸热过程构成。在单独热作用下,GZT首先发生质子转移形成偶氮四唑和胍,然后分别分解。偶氮四唑的四唑环经过开环反应,可能形成中间产物叠氮四唑(CHN7),最终生成三聚氰胺和叠氮铵等高沸点物质。在离子源轰击作用下除了四唑环开环解离外,C—N azo也会发生断裂,进而裂解。

偶氮四唑三氨基胍盐与推进剂组份的相容性

利用差示扫描量热法(DSC)和真空安定实验(VST),测定了偶氮四唑三氨基胍盐(TAGZT)与推进剂几种常用组分的相容性。结果表明,TAGZT与硝化棉(NC)、聚乙二醇(PEG)、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、苯二甲酸二乙酯(DEP)、2-硝基二苯胺(2-NDPA)、黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)和铝粉(Al)的相容性良好,与NC+NG、吉纳(DINA)、间苯二酚(Res)不相容;TAGZT与DEP、GAP、2-NDPA和Al之间无相互作用,与NC、DINA、HMX、RDX、PEG和Res之间有一定的相互作用,其中与RDX、Res和DINA相互作用明显。

高氮含能化合物偶氮四唑三氨基胍盐的热分解研究

偶氮四唑三氨基胍盐(TAGZT)是一种有望在固体推进剂和气体发生剂中应用的新型高氮含能化合物。通过热重(TG)、差示扫描量热(DSC)和气体(固体)原位反应池/快速扫描傅里叶变换红外光谱(RSFTIR)联用技术,研究了TAG-ZT的热分解。实验结果显示TAGZT的热稳定性达200℃,热分解过程对压强不敏感,465℃热分解凝聚相产物为炭黑、NH4N3和嘧嘞胺。计算获得了TAGZT的热分解动力学参数和方程,分析提出了TAGZT的热分解机理。

含偶氮四唑胍的改性双基推进剂性能(英文)

采用浇铸工艺制备了含偶氮四唑胍盐(GZT)的RDX-CMDB推进剂,系统地研究了含GZT的RDX-CMDB推进剂的能量性能、燃烧性能和热安全性能等。理论计算和实验研究结果表明:RDX-CMDB推进剂的比冲、爆热和燃温随GZT含量的增加而降低,15%的GZT使推进剂的比冲降低了29.2 s,爆热降低了1248 kJ.kg-1,燃烧温度降低了800 K;RDX-CMDB推进剂的成气量随GZT含量的增加而增加,15%的GZT使成气量增加了10.73 mol.kg-1;GZT使RDX-CMDB推进剂燃烧更完全,且高温下(200℃以上)更容易燃爆,但对推进剂在100℃下的热安全性能无明显影响;对于不含有机铅铜催化剂的RDX-CMDB推进剂,G ZT使推进剂燃速升高,压强指数降低,15%的G ZT使推进剂7 MPa下的燃速提高了1 mm.s-1,使7～10 MPa间的压力指数由0.86降低到0.70;对于含有机铅铜催化剂的RD X-CMD B推进剂,G ZT使推进剂的压力指数升高,燃速降低,15%的G ZT使推进剂7 MPa下的燃速下降了3 mm.s-1,7～10 MPa间的压力指数由0.47上升到0.69。热行为研究表明,GZT表现出一单独的分解失重过程。

含偶氮四唑胍的RDX-CMDB推进剂的燃烧性能和热行为研究

采用浇铸工艺制备了GZT部分取代RDX的系列RDX-CMDB推进剂样品。研究了GZT对不含催化剂的RDX-CMDB推进剂的燃速、压强指数及燃烧火焰结构等燃烧性能的影响,并采用TG-DTG和DSC实验,初步研究了含GZT的RDX-CMDB推进剂的热行为。结果发现,GZT对推进剂的火焰温度、火焰的暗区厚度、燃面上的亮点数目和燃烧表面对凝聚相的温度梯度等都呈现一定规律性的影响;在1～10 MPa范围内,GZT使RDX-CMDB推进剂的燃速升高,压强指数降低。热行为研究表明,加入GZT时,推进剂的DSC曲线上出现一个单独的放热分解峰,对应TG曲线上也表现出一个单独的失重过程。

偶氮四唑胍对含催化剂的RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响研究

采用浇注工艺制备了GZT部分取代RDX的系列含催化剂的RDX-CMDB推进剂样品。研究了GZT对含催化剂的RDX-CMDB推进剂的燃速、压强指数及燃烧火焰结构等燃烧性能的影响,对比分析了GZT对含催化剂和不含催化剂的RDX-CMDB推进剂燃烧行为影响不同的原因,并采用DSC实验初步研究了含GZT和催化剂的RDX-CMDB推进剂的热行为。结果发现,GZT对推进剂的火焰温度、火焰的暗区厚度、燃面上的亮点数目、燃烧表面对凝聚相的温度梯度等都呈现一定规律性的影响;在1～10 MPa内,GZT使含催化剂的RDX-CMDB推进剂燃速降低,压强指数升高;热行为研究表明,含催化剂的GZT-RDX-CMDB推进剂的DSC曲线上出现了GZT单独分解峰,且DSC的第一分解峰温随GZT的加入而减小。