动态气氛下混合酯发射药的热分解性能

采用热重分析(TG)技术和差示扫描量热(DSC)技术研究了含二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)的混合酯发射药动态气氛下的热分解性能.结果表明,该类混合酯发射药的热分解主要分两步进行:第一步为发射药中NG和TEGDN的挥发分解,第二步为发射药中NC和二号中定剂(C2)的分解;两步分解过程的失重量和最快失重温度点随配方中TEGDN和NG质量比的不同而有差异;混合酯发射药在不同压强下的DSC曲线上均只呈现一个明显的分解放热峰,且放热峰的峰温随压强增大而降低.     

[Co(CHZ)3](ClO4)2的快速热分解过程研究

通过TG、DSC等热分析技术可以得到物质在常规热分解过程的主要固相产物.为了进一步考察[Co(CHZ)3](ClO4)2(CoCP)的热分解行为,采用T-jump/FT-IR在线分析技术测定了CoCP的快速热分解气体产物.CoCP在1 atm下以一定的升温速率达到设定的温度进行快速热分解.利用其快速热分解过程的控制电压变化曲线,可以得知CoCP在快速热分解过程的吸热、放热变化情况;用快速扫描傅立叶变换红外,可以解析分解过程中逸出的12种红外活性气体.研究发现,在CoCP快速热分解过程所产生的12种气相产物中,以CO的浓度最高,NO和HCN为主要的含氮气相产物,含碳气相产物以CO,CO2和H2C=O为主;并给出了其主要气相产物的浓度随时间的变化曲线.     

[Co（CHZ）3]（CIO4）2的快速热分解过程研究

通过TG、DSC等热分析技术可以得到物质在常规热分解过程的主要固相产物。为了进一步考察[Co(CHZ)3](CIO4)2(CoCP)的热分解行为，采用T-jump／FT-IR在线分析技术测定了CoCP的快速热分解气体产物。CoCP在1atm下以一定的升温速率达到设定的温度进行快速热分解。利用其快速热分解过程的控制电压变化曲线，可以得知CoCP在快速热分解过程的吸热、放热变化情况；用快速扫描傅立叶变换红外，可以解析分解过程中逸出的12种红外活性气体。研究发现，在CoCP快速热分解过程所产生的12种气相产物中，以CO的浓度最高，N0和HCN为主要的含氮气相产物．含碳气相产物以CO4CO2和H2C=0为主；并给出了其主要气相产物的浓度随时间的变化曲线。     

添加剂对二硝酰胺铵热分解行为的影响

向二硝酰胺铵(ADN)样品中加入3种添加剂3-氨基-2-萘酚、尿素和乌洛托品(HMT),制备了球形化改性ADN及ADN/添加剂混合物;利用差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析法研究了3种添加剂对ADN热分解行为的影响;采用Kissinger法和Ozawa法计算了其活化能;利用等温方法(TG法和TAM法)进一步研究了纯ADN和ADN/HMT在等温条件下的热分解行为。结果表明,3种添加剂均提高了ADN的起始分解温度和峰温;当添加HMT时,热分解起始温度和峰温提高最为明显,起始温度分别提高7.3～10.0℃(DSC)和6.3～7.1℃(TG);分解峰温提高7.0～9.0℃(DSC);Kissinger法和Ozawa法计算得到ADN/HMT热分解的活化能分别为155.6和165.2kJ/mol;添加HMT后,ADN的初始分解速率由3.0%/h降至1.6%/h,ADN的放热峰由单峰变为肩峰,且出峰位置明显延后,表明HMT能明显抑制ADN的热失重和放热行为。     

不同热分析方法研究B炸药的热分解

用差示扫描量热仪(DSC)、热重-微熵热重分析仪(TG-DTG)、动态真空安定性技术(DVST)和温度跃升傅里叶变换红外(T-Jump/FTIR)光谱测定法对B炸药在不同试验条件下的热分解行为进行了研究。结果表明,在50～400℃有一个吸热峰和放热峰,吸热峰与主体炸药TNT的熔化峰相一致,放热峰与主体炸药RDX的分解峰一致。在50～400℃有两个失重阶段,第一个失重阶段的失重量与主体炸药TNT的失重量一致,第二个失重阶段的失重量与主体炸药RDX一致,与DSC分析结果相符。B炸药在100℃/48h下的产气量为0.43mL/g,表明B炸药有好的热安定性。B炸药快速热裂解过程的含氮气相产物主要有NO、NH3、HCN和HONO。含碳气体产物主要有CO、CO2、HOCO和HCN。得到了这些产物相对摩尔浓度随时间变化的曲线。     

DSC法研究镁/聚四氟乙烯和镁/聚四氟乙烯/氟橡胶烟火药在高压条件下的固相热分解性能

为研究高压条件下压强对镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)和镁/聚四氟乙烯/氟橡胶(Mg/PTFE/Viton)烟火药固相热分解性能的影响,在0.1、1.0、3.0MPa的氮气环境中,采用DSC法对两种烟火药的热分解性能进行了研究,分析了压强对固相反应机理的影响。结果表明,在两种烟火药的热分解过程中,随着环境压强从0.1MPa升至3.0MPa,分解中止温度从约580℃增至600℃(甚至超过600℃),同时也加深了固相反应进程,使反应放热焓增加;Mg/PTFE分解机理遵循格式中间反应(Grignard reaction)理论,且中间反应过程相对稳定,在0.1、1.0、3.0MPa压强环境下,中间反应过程中Mg的消耗量分别为8.7%、12.4%和15.7%,且随压强增加而增加;Mg/PTFE/Viton分解过程中,复杂的吸热解聚和放热氧化反应相互交织,使DSC曲线上出现多峰现象,并随压强增大趋于剧烈。     

三羟甲基丙烷三硝酸酯的热分解性能

利用高压DSC研究了三羟甲基丙烷三硝酸酯(TMPTN)的热分解特性.结果表明,尽管TMPTN与硝化甘油(NG)和三羟甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)的结构相似,但TMPTN的热分解特性完全不同于NG和TMETN.常压下, TMPTN有两个峰,一个是熔化吸热峰,另一个是分解放热峰,而NG则是一个熔化吸热峰,TMETN是一个分解放热峰,没有熔化吸热峰;在高压下, TMPTN也有一个熔化吸热峰和一个分解放热峰,只是熔化吸热峰相对没有常压下的明显,随着压力的不同,峰形、峰温、放热量都明显不同.同时对TMPTN的分解机理进行了初步分析,并获得了TMPTN的热分解反应动力学参数.     

DFTNAN/B的热分解行为及相容性

为了进一步研究DFTNAN及其与晶体硼混合后的热分解行为,采用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG)对DFTNAN、B和DFTNAN/B进行测试,分析了DFTNAN含量对B热分解的影响,并通过DSC法和真空安定性试验综合考察了二者的化学相容性。结果表明,在密闭环境下,DFTNAN在289.7℃发生热分解反应并出现明显的分解峰,而在敞开环境中没有分解峰存在;DFTNAN与B混合会导致DFTNAN的熔融峰温提前2℃,而硼粉分解峰温却发生滞后;当DFTNAN/B质量比为9∶1时,硼粉放热峰消失,说明其与DFTNAN反应完全;由DSC法计算得到DFTNAN与硼粉的相容性等级为2级,而在真空安定性试验中测得反应净增放气量为2.04mL,均表明二者有良好的相容性,可以直接进行混合熔铸。     

HAN-基凝胶推进剂的热分解反应动力学（英文）

为研究HAN-基凝胶推进剂的热分解特性,利用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对两种含不同质量聚乙烯醇(PVA)的HAN-基凝胶推进剂样品进行热分析试验,并与一种双基推进剂进行对比。分析了HAN-基凝胶推进剂和双基推进剂的热分解过程,得到热分解反应的动力学参数;采用等转化率法计算了活化能,采用Zhang-Hu-Xie-Li等方法计算出热爆炸临界温度和自加速分解温度。采用Malek法推断出两种HAN-基凝胶推进剂样品的热分解反应的最可几机理函数。结果表明,HAN-基凝胶推进剂的热分解是一个连续的放热过程,热分解较为彻底,残渣较少,活化能约为100kJ/mol。当PVA含量增加时,其热爆炸临界温度和自加速分解温度升高。与双基推进剂相比,HAN-基凝胶推进剂具有较好的热安定性。     

铅铜催化剂对DHT热分解性能的影响

采用差示扫描量热(DSC)、热重-微商热重(TG-DTG)分析技术,研究了3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪(DHT)在0.1MPa下的热分解性能;选择8种铅铜催化剂,研究了其对DHT催化热分解行为的影响。结果表明,DHT的热分解包含两个过程:第一阶段为主分解过程,主要为四嗪环的开环反应;第二阶段为前阶段分解凝聚相产物的再分解过程。所选铅铜催化剂均可明显降低DHT的分解峰温并增加其分解热,铜催化剂比相应的铅催化剂对DHT分解峰温的降低效果更加显著,铅催化剂比相应的铜催化剂对DHT分解热的提高效果更加显著。与单一的铅或铜催化剂相比,铅铜复合催化剂可以进一步降低DHT的分解温度并增加分解热。     

Thermal Behavior and Thermolysis Kinetics of the Explosive Trans‐1,4,5,8‐Tetranitro‐1,4,5,8‐Tetraazadecalin (TNAD)

Trans‐1,4,5,8‐Tetranitro‐1,4,5,8‐Tetraazadecalin (TNAD), a cyclic nitroamine, has been studied with regard to the kinetics and mechanism of thermal decomposition, using thermogravimetry (TG), IR spectroscopy, and pressure differential scanning calorimetry (PDSC). The IR spectra of TNAD have also been recorded, and the kinetics of thermolysis has been followed by non‐isothermal TG. The activation energy of the solid‐state process was determined by using the Flynn‐Wall‐Ozawa method. Compared with the activation energy obtained from the Ozawa method, the reaction mechanism of the exothermic process of TNAD was classified by the Coats‐Redfern method as a nucleation and nuclear growth (Avrami equation 1) chemical reaction (α=0.30–0.60) and a 2D diffusion (Valensi equation) chemical reaction (α=0.60–0.90). E_a and ln A were established to be 330.14 kJ mol⁻¹ and 29.93 (α=0.30–0.60) or 250.30 kJ mol⁻¹ and 21.62 (α=0.60–0.90).     

五氧化二氮硝解合成1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂双环[4.4.0]癸烷

以1,4,5,8-四氮杂双环[4．4．0]癸烷为原料,经亚硝酸钠在盐酸中亚硝化、五氧化二氮在硝硫混酸介质中硝解,得到1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂双环[4．4．0]癸烷,并用红外光谱和元素分析方法对产物进行了结构鉴定,产物收率达85％。     

四硝基并哌嗪在二甲基亚砜中的溶解结晶过程及晶体结构研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、X射线衍射(XRD)和密度泛函理论(DFT)等测试手段和方法研究一种硝胺化合物四硝基并哌嗪(TNAD)的溶解及结晶过程,表征了其晶体结构;并通过理论分析进一步研究了其晶胞参数和可能存在的分子构型。研究表明,TNAD在二甲基亚砜(DMSO)中溶解性良好,且溶解度曲线采用波尔兹曼函数拟合最合适;从过饱和的DMSO中能得到稳定的TNAD晶体,晶体属于四方晶系。扫描电镜观察晶体形状为规整的长方体。DFT分析表明TNAD可能存在5种不同构型,其中"椅-椅结合式异向构象"和"船-船结合式异向构象"最稳定。     

从DSC曲线峰温和峰温处的反应深度计算/确定含能材料放热分解反应动力学三因子的方法

提出了从不同恒速升温条件下的DSC曲线峰温(Tp)和Tp时的反应深度(pα)计算/确定含能材料放热分解反应动力学三因子[E、A和f(α)]的方法。用该法得到2,6-二(2,2,2-三硝基乙基)-4,8-二硝基甘脲、1,4,5,8-四硝基-四氮杂双环[4.4.0]癸烷和二(1,3-二硝基-1,3-二氮杂环已酮-2)的放热分解反应的动力学三因子。     

红外光谱联用技术在材料热分解研究中的应用

介绍了傅里叶变换红外光谱技术和固体原位反应技术、快速热裂解原位反应技术以及热分析技术的联用在实时监测材料受热分解过程中凝聚相中间产物、终态产物和气相产物的组成以及分解起始温度点和温度范围方面的应用,提供了一种切实可行的材料热分解机理研究方法。     

动力学机理函数的导出途径、逻辑选择/确定及在含能材料分解反应速率方程中的一些应用

推演了包括扩散机理函数、随机成核和随后生长机理函数、幂函数法则机理函数、相边界反应机理函数和化学反应机理函数在内的常用动力学机理函数。提出了逻辑选择/确定最可几机理函数的技术途径。汇集、阐述了一些含能材料分解反应的机理函数。报道了描述6b-硝基-1,3,5-三氧环戊烷[cd]-并环戊二烯-2,4,6-三硝酸酯(NHTPN)放热分解反应过程的机理函数和速率方程。附参考文献79篇。     

超级铝热剂Al/Fe_2O_3对硝化棉热分解特性的影响

采用水热法制备了纳米Fe_2O_3,并用超声分散法将其与纳米Al颗粒复合制备了超级铝热剂Al/Fe_2O_3,利用X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对复合物的物相、组成、形貌和结构进行了分析表征,采用差示扫描量热法(DSC)和热红联用技术(TG-FTIR)研究了Al/Fe_2O_3对硝化棉(NC)热分解过程的影响。结果表明,Al/Fe_2O_3-NC和NC的热分解过程遵循Avrami-Erofeev方程f(α)=1.5(1-α)[-ln(1-α)]1/3;超级铝热剂Al/Fe_2O_3可降低硝化棉的表观活化能、临界点火温度和临界爆炸温度,在促进硝化棉O-NO_2键断裂和凝聚相二次自催化反应中起到至关重要的作用。     

Al(OH)3和ZnO合成锌铝尖晶石反应动力学的研究

采用TG-DSC和XRD等手段研究了锌铝尖晶石固相反应机理及固相反应动力学参数。结果发现：采用Al(OH)3和ZnO为原料合成锌铝尖晶石时，锌铝尖晶石固相反应的放热过程紧随着Al(OH)3的吸热过程，放热曲线与吸热曲线部分重叠，两者间没有明显的界线；锌铝尖晶石的固相反应机理函数符合Cater方程，即反应机理函数中应考虑体积效应，经过计算得到锌铝尖晶石的体积膨胀约为15％；通过Cater方程推导的反应活化能约为64．39kJ／mol，而采用基于Ozawa方程的等转化率法得到反应活化能约为63．48kJ／mol，两者十分接近。     

一种判定RDX热分解机理函数与热安全性的方法

将DSC、TG数据与Malek法相结合研究了RDX的热分解,得到外延起始温度Le0、拐点温度T、峰顶温度Tp、分解终止温度Tf、分解焓变ΔH、表观活化能E、指前因子A、反应级数n、热爆炸临界温度Tb和自加速分解温度TSADT;利用TG热分析得到RDX热分解的起始分解温度T0、质量损失Δm%、最大质量损失速率及对应的温度...     

HAN-基凝胶推进剂的热分解反应动力学

为研究 HAN‐基凝胶推进剂的热分解特性,利用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）对两种含不同质量聚乙烯醇（PVA ）的 HAN‐基凝胶推进剂样品进行热分析试验,并与一种双基推进剂进行对比。分析了HAN‐基凝胶推进剂和双基推进剂的热分解过程,得到热分解反应的动力学参数;采用等转化率法计算了活化能,采用Zhang‐Hu‐Xie‐Li等方法计算出热爆炸临界温度和自加速分解温度。采用Malek法推断出两种 HAN‐基凝胶推进剂样品的热分解反应的最可几机理函数。结果表明,HAN‐基凝胶推进剂的热分解是一个连续的放热过程,热分解较为彻底,残渣较少,活化能约为100 kJ／mol。当PVA含量增加时,其热爆炸临界温度和自加速分解温度升高。与双基推进剂相比,HAN‐基凝胶推进剂具有较好的热安定性。