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298.15 K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ΔcU为(-7385.82±3.14)J.g-1;据此计算的标准摩尔燃烧焓ΔcΗmθ为(-4499.63±1.92)kJ.mol-1,标准摩尔生成焓ΔfΗmθ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(-Cu)的混合物,使RDX-CMDB推进剂的燃烧在所测压力范围内(2~20 MPa)有较高的催化效率,压力指数小于0.3。     

有机铜盐对RDX-CMDB推进剂的燃烧性能和高压热分解的影响

研究了三种有机铜盐燃烧催化剂β-雷索辛酸铜(β-Cu)、3-硝基-1,2,4三唑-5-酮铜盐(NTO-Cu)和2,4-二硝基咪唑铜(NI-Cu)对RDX-CMDB推进剂不同压强下的燃烧性能和热分解的影响。结果表明,三种有机铜盐燃烧催化剂对RDX-CMDB推进剂的燃烧性能和差示扫描量热法(DSC)特征量有一定影响;β-Cu、NTO-Cu和NI-Cu三种有机铜盐可使RDX-CMDB推进剂热分解的第一个分解峰温Tp1提前1～4℃,并将第二个分解峰温Tp2提前5～11℃;RDX-CMDB推进剂的燃速和DSC特征量随压强的升高而增大,在1～10MPa压强下该类推进剂的燃速与DSC特征量呈线性相关。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物Fe(Ⅲ)和Co(Ⅲ)含能配合物的燃烧催化性能

采用密闭爆发器实验和靶线法实验测试了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPy O)的Fe(Ⅲ)和Co(Ⅲ)配合物作为燃烧催化剂的可行性。结果表明,两种配合物对发射药的燃烧催化效果明显,提高了燃速,并使压力指数降低2.97%~11.36%;Fe(Ⅲ)配合物在10~20 MPa压强范围内使双基推进剂的燃速提高20%以上,并使压力指数在10,14,18,20 MPa 4个压强点降低25.30%~45.78%,催化效果良好;Co(Ⅲ)配合物对双基推进剂燃烧的催化效果不明显。     

3,5-二硝基水杨酸锆的制备、热分解机理及其燃烧催化作用

以3,5-二硝基水杨酸、硝酸氧锆和氢氧化钠为原料,合成出了3,5-二硝基水杨酸锆(DNS-Zr),采用有机元素分析、X射线荧光光谱和傅里叶红外光谱(FTIR)对其进行了表征。在程序升温条件下,利用TG-DTG和DSC以及固相原位反应池/傅里叶变换红外光谱(RS-FTIR)联用技术,研究了3,5-二硝基水杨酸锆的热行为和热分解机理,认为3,5-二硝基水杨酸锆先失去一个结晶水,再分解为Zr OCO3和大量的C,同时大量放热,其最终分解产物为Zr O2和C。利用螺压工艺制备了含3,5-二硝基水杨酸锆的推进剂样品,研究了3,5-二硝基水杨酸锆对双基系推进剂燃烧性能的影响。结果表明,3,5-二硝基水杨酸锆对双基系推进剂的催化效率为10%~20%。     

2，6-二氨基-3，5-二硝基吡啶及其氮氧化物的氧化胺化反应

以氨水为胺化剂,KMnO4为氧化剂,在不同反应条件下实现2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶(ANPy)和2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)4位的氧化胺化反应,目标化合物2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶(TANPy)和2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(TANPyO)的收率分别达到81.5%和85.4%.探讨了溶剂类型、氨水浓度等反应条件对目标化合物产率影响,并讨论了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶(2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物)氧化胺化反应结果与3-硝基吡啶不同的原因.采用1H NMR, IR和MS对目标化合物的结构进行了表征.     

铅盐对高能无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响

研究了7种铅盐(PCDS、PDS、NIP、NTO铅、2,4-二羟基苯甲酸铅、苯二甲酸铅、碳酸铅)对高能无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响。结果表明,铅盐的燃烧催化作用可能与铅盐的分子结构有关,上述铅盐中PCDS对高能无烟改性双基推进剂的燃烧催化效果最好;铅盐和炭黑复配体系可提高推进剂燃速,并降低压强指数。     

多硝基双吡啶的合成、表征和理论研究（英）

以2-氨基-6-氯-3,5-二硝基吡啶为原料,经C-N偶联反应和叠氮化取代反应,设计/合成了一种新化合物N-(6-叠氮基-3,5-二硝基吡啶-2-基)-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶,总产率为69％.用1H NMR、13C NMR、质谱和元素分析鉴定了其结构,在DFT-B3 LYP/6-31 G**水平下预估该化合物的的爆速为7.89 km·s-1,爆压为28.37 GPa.表明,该化合物比2,4,6-三硝基甲苯(TNT)有更好的爆轰性能.     

多硝基双吡啶的合成、表征和理论研究（英文）

以2-氨基-6-氯-3,5-二硝基吡啶为原料,经C—N偶联反应和叠氮化取代反应,设计/合成了一种新化合物N-(6-叠氮基-3,5-二硝基吡啶-2-基)-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶,总产率为69%。用1H NMR、13C NMR、质谱和元素分析鉴定了其结构,在DFT-B3LYP/6-31G**水平下预估该化合物的的爆速为7.89km·s-1,爆压为28.37GPa。表明,该化合物比2,4,6-三硝基甲苯(TNT)有更好的爆轰性能。     

几种芳香三硝基甲基化合物的合成

本文报告了九个新合成的芳香族三硝基甲基化合物:4-氯-3-硝基、4-溴-3-硝基、4-甲氧基-3-硝基、4-甲氧基-3,5-二硝基、4-氨基-3,5-二硝基、4-二甲胺基-3,5-二硝基、4-甲硝胺基-3,5-二硝基苯基三硝基甲烷、1,3-双(三硝基甲基)苯和5-硝基-1,3-双(三硝基甲基)苯;四个新合成的芳香二硝基甲基化合物:4-氯-3-硝基苯基二硝基甲烷、4-甲硝胺基-3,5-二硝基苯基二硝基甲烷、1,3-双(二硝基甲基)苯和5-硝基-1,3-双(二硝基甲基)苯。     

两种新型多氨基多硝基吡啶衍生物的合成与表征（英文）

以2-氯-4-氨基吡啶(1)为原料,经硝化反应合成出一种新的偶氮桥吡啶衍生物(E)-1,2-双(2-氯-3-硝基吡啶基-4-基)二氮烯(3)和2-氯-4-氨基-3,5-二硝基吡啶(2),随后经胺化反应分别得到(E)-1,2-双(2-氨基-3-硝基吡啶基-4-基)二氮烯(5)和2,4-二氨基-3,5-二硝基吡啶(4),总的得率分别为69%和18%。室温下,用氯仿作溶剂得到化合物3的红色晶体用于X-射线衍射分析。用Kamlet-Jacobs经验方程计算了化合物4和5的爆轰性能。结果表明,化合物3为单斜晶系,空间群P21/N,晶胞参数为:a=9.965(2),b=6.3190(13),c=10.737(2),β=93.75(3)°,V=674.6(2)~3,D_c=1.689 g·cm-3,C_(10)H_4Cl_2N_6O_4,M_r=171.55,F(000)=344,μ(Mo Kα)=0.510 mm~(-1),Z=4。化合物4的爆轰性能与2,4,6-三硝基甲苯(TNT)相当,而化合物5的爆轰性能不佳。     

含偶氮四唑胍的改性双基推进剂性能（英）

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。     

某些NTO盐作为含能燃烧催化剂的探索

本文介绍了NTO铅盐、铜盐和铵盐的物化性能,并探索了它们在RDX-CMDB推进剂对燃速、压力指数和能量的贡献,认为它们是一种新型含能高压平台催化剂。     

含咪唑类铅盐催化剂的RDX-CMDB推进剂燃烧性能

研究了咪唑类含能铅盐(E-Pb)催化剂含量及与炭黑复配时对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。分析了含能催化剂和惰性催化剂影响RDX-CMDB推进剂燃烧行为的原因。结果表明,含有含能催化剂的RDXCMDB推进剂的燃烧性能优于含惰性催化剂的RDX-CMDB推进剂的燃烧性能。10 MPa下的燃速由不含催化剂的推进剂的11.74 mm·s-1提高至含E-Pb的推进剂的25.36 mm·s-1,且随E-Pb含量的增加该推进剂的燃速增加。当含能铅盐与炭黑复配时催化效果更佳,炭黑与含能铅盐质量比为1.5∶0.25时,在4~17 MPa较宽区间出现平台燃烧,压强指数n0.25。表明,含能铅盐对推进剂的燃烧火焰结构、暗区厚度、燃面上的亮点数目等的影响有一定规律性。     

几种二茂铁衍生物对硝胺推进剂的催化燃烧作用

研究了一些二茂铁衍生物对ＲＤＸ－双基推进剂的爆燃延迟期的影响，发现几种二茂铁衍生物对ＲＤＸ－双基体质推进剂有显著的催化剂燃烧和降低压力指数作用。     

惰性与含能催化剂对Al-RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

研究了含能铅盐Ｂ、芳香酸铅盐Ｃ、芳香酸铜盐Ｂ、炭黑ＣＢ１或ＣＢ４作为催化剂（单独使用或两者复合或三者复合使用）对螺压Ａｌ－ＲＤＸ－ＣＭＤＢ推进剂燃速和压力指数的影响规律。指出了无论是含能铅盐Ｂ还是芳香酸铅盐Ｃ，当它们分别与铜盐和炭黑组成铅－铜－炭复合催化剂时，都有良好的提高燃速和降低压力指数的“协同效应”。含能铅盐Ｂ燃烧催化剂活性比芳香酸铅盐Ｃ要高，故使用量少，对提高配方能量有益。含能铅盐Ｂ燃烧催     

NTO铅铜衍生物对AP-CMDB推进剂燃烧性能和热分解的影响

研究了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)的铅盐、铜盐和铜正盐对AP-CMDB推进剂燃烧性能和热分解特性的影响。结果表明,NTO铅铜衍生物均可促进AP-CMDB推进剂中双基粘合剂体系NC/NG的受热分解,使AP-CMDB推进剂较低压强(1～7MPa)下的燃速提高,较高压强(10～20MPa)下的燃速降低,并使推进剂的燃速压强指数降低。NTO铜正盐可同时促进AP-CMDB推进剂中粘合剂体系NC/NG和氧化剂AP的热分解,对该推进剂燃烧性能的催化效果最佳。     

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)。     

含催化剂的RDX-CMDB推进剂熄火表面形貌特征和燃烧火焰结构分析

对分别含有Ｐｂ盐，Ｐｂ／Ｃ双元催化剂及Ｐｂ／Ｃｕ／Ｃ三元催化剂的三种ＲＤＸ－ＣＭＤＢ推进剂熄火表面形貌特征和燃烧火焰结构进行了研究。结果发现，不同的催化剂可导致推进剂熄火表面的特征物类型和几何尺寸不同，燃烧表面上明亮物质的几何形状，亮度不同，压力增大，推进剂燃烧火焰变得更加明亮