环氧化端羟基聚丁二烯的固化反应动力学

通过粘度测试研究了甲苯二异氰酸酯、HDI三聚体(HDI-trimer)、异佛尔酮二异氰酸酯及二苯基甲烷二异氰酸酯对环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)固化的影响,结果表明EHTPB-HDI三聚体体系前期粘度增长较慢而后期增长较快,满足高聚物粘结炸药(PBX)药浆的需求。采用非等温DSC法对该体系的固化反应动力学进行了研究,由Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa和Doyle法分别计算该体系的固化反应活化能并得到平均值67.83 kJ/mol。运用Crane法得到反应级数n (0.878)及固化反应动力学方程,验证了该体系符合n级反应模型。利用外推法得到该体系的固化起始温度、峰顶温度、终止温度分别为157.8, 166.1和173.1℃,为最佳固化工艺的确定提供了依据。     

四(3-硝基-1,2,4-三唑基)硼酸钾的合成及性能表征

以硼氢化钾和3-硝基-1,2,4-三唑为原料,经过配位取代反应合成了一种新的含硼高能化合物四(3-硝基-1,2,4-三唑基)硼酸钾,并利用红外光谱、X射线衍射(XRD)、X射线能谱分析(EDS)、扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱分析(XPS)对四(3-硝基-1,2,4-三唑基)硼酸钾的结构、形貌进行了表征.结果表明,四(3-硝基-1,2,4-三唑基)硼酸钾的形貌为无定型絮状,具有含硼含能材料的结构特点.采用差示扫描量热法(DSC)、氧弹量热法和热力学定律研究四(3-硝基-1,2,4-三唑基)硼酸钾的热性能并计算其热分解动力学参数.结果显示,在DSC曲线中只有一个分解放热峰,峰温为338.7℃,表明其拥有良好的热稳定性;活化能E=228.24 kJ·mol-1,指前因子A=1.98×1010 min-1,标准生成焓为1841.61 kJ·mol-1.运用EXPLO5(V6.02)程序预测其密度为1.8725 g·cm-3,爆速为8042 m·s-1,爆压为36.4 GPa,比冲为2843.2 N·s·kg-1.     

含四(3,5-二硝基-1,2,4-三唑基)硼酸肼推进剂的能量特性计算

为了探究一种高能含硼化合物硼酸肼对HTPB推进剂和改性双基推进剂能量性能的影响,采用美国NASA-CEA软件,在标准状态下(Pc∶P0=70∶1)模拟计算了含硼酸肼的丁羟推进剂和改性双基推进剂的能量特性。结果表明:硼酸肼单元推进剂的理论比冲值(Isp)达到2 639.9 N·s·kg~(-1);用硼酸肼取代HTPB中的AP,当硼酸肼质量分数为80%,Isp最大值为2 598.8N·s·kg~(-1),较基础配方提高了7.5%,继续使用ADN与硼酸肼进行复配,Isp最大值为2 638.3 N·s·kg~(-1);用硼酸肼取代CMDB推进剂中AP,当硼酸肼质量分数为20%时,获得最大比冲值2 451.5 N·s·kg~(-1),较基础配方提高了0.6%,继续加入Al粉可显著增加配方体系的能量水平。