黑索金基含铝炸药的热重分解及几种热分解动力学参数的关联关系

通过热重分析法(TG)测定了12种不同比例Al-黑索金(RDX)含铝炸药的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温。采用Kissinger方程计算了该系列RDX基含铝炸药的热分解表观活化能和指前因子,研究了RDX组分含量对其混合炸药热分解表观活化能E_d的影响。结果表明:随着该系列炸药中RDX含量的逐渐升高,热分解活化能E_d逐渐增大。同时,将该系列RDX基含铝炸药的TG热分解动力学参数与其5s热爆发、差示量热(DSC)热分解动力学参数相关联,发现这3种热分解的动力学参数符合同一补偿规律,获得的动力学补偿效应方程为:lnA_a、_b、_d=0.26E_a、_b、_d+3.2911,相关系数r=0.9988。     

混合炸药中RDX对其热安全性的影响研究

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了RDX对混合炸药体系的热分解性能的影响,用Kissinger法和Ozawa法计算并分析了其热分解动力学参数。结果表明,加入RDX后的混合炸药体系的初始反应温度、峰温、表观活化能、指前因子、自加速分解温度、热爆炸临界温度均随着RDX含量的增大而降低,说明了RDX的加入使混合炸药的热安全性变差了。     

含有二价铁离子乳化炸药基质的热分解动力学研究

利用TG-DSC研究乳化炸药基质和含有二价铁离子的乳化炸药基质的热分解过程。利用K issinger法计算了2种样品的活化能E和指前因子A,比较二者的活化能E。研究表明Fe2＋对乳化炸药基质的热分解反应具有一定的催化作用,Fe2＋能够使乳化基质的热分解反应受温度的影响更为显著。     

几种光敏推进剂的热分解动力学及气相产物研究

通过热重差热分析法（TG-DTA）测定了不同配方的光敏推进剂的热分解过程,分别获得了不同升温速率下的峰温。根据Kissinger方程,计算了光敏推进剂的表观活化能和指前因子,并分析了不同配方的区别。通过质谱联用分析技术测定了热分解过程的气相产物种类,并使用NASA-CEA计算了不同配方绝热燃烧后的气相产物的质量分数。结果表明,纳米碳粉和酚醛树脂的添加稀释了样品的纯度,使不同配方的表观活化能和指前因子存在差异,热分解升温速率会影响反应平衡程度,升温速率提高,对反应热的释放或吸收起到阻碍作用,光敏推进剂热分解后的70%(质量分数)气相产物为氮气。光敏推进剂的激光点火试验表明:硝酸铵（AN）作为氧化剂的效果最好。     

GAP热分解机理函数研究

利用TG-DTG热分析手段研究了GAP在空气和氮气中的热分解反应过程,并采用Coats-Redfern法和Achar法求算了GAP热分解反应中的机理函数,确定热分解反应中可能遵循的动力学机理,并得到各步反应中的平均表观活化能E以及指前因子A等动力学参数。     

LLM-105的Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)含能配合物:热分解特性及与HMX相容性

为了研究LLM-105(2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物)与过渡金属Cu和Co配合物的热分解特性及其相容性,合成了LLM-105与Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)的配合物,用傅里叶变换红外光谱和粉末X射线衍射表征其结构。采用差示扫描量热法(DSC)测试了不同升温速率下Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)配合物的分解温度,并用Kissinger法和Ozawa-Doyle法计算了其表观活化能(E)和指前因子(A);利用转化率(α)和与其对应的温度(T),得到不同转化率下活化能随温度变化曲线。利用DSC测试了Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)配合物与HMX在不同质量比下混合炸药的分解温度,并对其相容性进行了分析,结果表明,Cu(Ⅱ)配合物与HMX相容性较好,且优于Co(Ⅲ)配合物。     

用于CIRTM工艺的环氧树脂酚醛树脂的固化工艺研究

采用动态差示扫描量热(DSC)法,研究了用于CIRTM工艺的E-44/GA327(DDM改性芳胺)环氧体系和苯并噁嗪酚醛树脂的固化过程,以及升温速率对固化体系DSC曲线的影响,并采用最佳固化温度外推法确定了两种树脂的最佳共固化制度。结果表明,苯并噁嗪固化反应表观活化能Ea为70.35kJ/mol,表观指前因子A为1.27×107s-1,反应级数n为0.897;E-44/GA327体系固化反应表观活化能Ea为44.04kJ/mol,表观指前因子A为1.78×104s-1,反应级数n为0.884。两种树脂的最佳共固化制度为140℃/240min+180℃/240min,按所确定的共注射树脂的固化工艺制备了浇铸体,苯并噁嗪和E-44/GA327的固化度分别达到了96.7%和98.3%,固化物力学性能良好,验证了固化工艺的合理性。     

钛酸钾晶须/L型聚乳酸共混物的热稳定性及力学性能研究

采用1%～5%不同浓度的碳酸钾晶须(PTW)对精制后的L型聚乳酸(PLLA)进行共混改性,以三氯甲烷为溶剂制成膜。分别用调制式热重分析法(MTGA),红外光谱(FTIR-ATR)和动态力学分析(DMA)对其进行表征。MT-GA结果表明PTW/PLLA共混物热分解的活化能Ea、指前因子Z和比速率ln[rate ratio]等热分解动力学常数均较未添加晶须的PLLA高,且PLLA的热分解过程为一步反应,FTIR-ATR和DMA结果表明,和PLLA相比,PTW/PLLA共混物的力学性能均有所改善。     

粉状工业炸药(PIE)热分解的非等温反应动力学

本文研究了硝酸铵二号岩石炸药和改性的新2号岩石炸药的热分解非等温反应动力学。用H.E.Kissimgef,T.ozawa方法求得了反应活化能,用R.N.Rogers和L.C.Smjth方法求得了指前因子。计算了120℃时反应速度常数k值硝酸铵最小,二号岩石炸药的k值大于硝酸铵的值;三种新二号岩石炸药的k值与二号岩石炸药接近。三种新二号岩石炸药含有复合油山相材料、活性分散剂。研究结果表明,这些附加剂与二号岩石炸药的基本成份:硝酸铵、梯恩梯、木粉是相容的。     

硝酸异丙酯对双基推进剂的热分解性能影响研究

为研究云爆剂中硝酸异丙酯渗露对双基推进剂的热分解性能影响,采用加速量热仪(ARC)对双基推进剂在加入硝酸异丙酯环境下的热分解情况进行测试,得到其绝热分解的温度、压力时间曲线,利用速率常数法计算出样品的活化能和指前因子等动力学参数。研究发现在加入硝酸异丙酯后,双基推进剂的起始热分解温度升高,表观活化能变大,表明硝酸异丙酯会提高双基推进剂的热稳定性。     

GAP原位聚合包覆RDX的研究

以聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为包覆层材料,甲苯二异氰酸酯（TDI）为交联剂,二月桂酸二丁基锡（DBTDL）为催化剂,乙酸乙酯为溶剂,采用原位聚合法,制备了GAP-TDI/RDX复合材料。利用SEM、FT-IR、XRD、DTA对样品进行了形貌表征和性能测试;利用DTA对其热分解特性进行了研究,结合不同升温速率下的DTA曲线对样品的热分解动力学参数进行了计算。结果表明,GAP成功包覆在RDX表面。所制备的GAP-TDI/RDX复合材料的热分解表观活化能相比原料RDX降低了4.6 kJ/mol,说明复合材料的热分解活性得到提高;GAP-TDI/RDX复合材料的特性落高H₅₀从15.2 cm提升至25.6 cm。     

TNT 对 RDX 热分解行为影响的研究

针对部分黑梯炸药的 DSC 曲线无 RDX 熔化峰的情况,通过分析不同升温速率下单质 RDX 的 DSC 曲线,确定有利于黑梯炸药 DSC 曲线出现 RDX 熔化峰的测试条件。并将 TNT 和 RDX 以质量比为3︰7和4︰6的比例溶解在丙酮中,重结晶制成黑梯炸药,用 DSC 对其进行热分析,通过改变 DSC 测试条件出现了 RDX 的熔化峰。分析认为,部分 RDX 在熔融 TNT 中溶解后,液相 RDX 以自催化的方式分解,分解峰左移,峰温降低,对熔化峰进行了掩盖。对样品的热分解动力学和热力学参数进行计算和对比之后发现,黑梯炸药的活化能比 RDX 增加了6.02％,热爆炸临界温度提高了2.08℃,热力学参数发生了变化,说明 TNT 和 RDX 通过氢键相互作用,提高了RDX 的热稳定性, RDX 的使用安全性有一定改善。     

Thermal decomposition kinetics of the Pb0.25Ba0.75(TNR).H2O complex

Studies of the non-isothermal decomposition of Pb(0.25)Ba(0.75)(TNR).H(2)O (TNR=2,4,6-trinitro-1,3-dihydroxy-benzene) were carried out by means of TG-DTA, DSC and IR techniques. The thermal decomposition mechanism and the associated kinetics have been investigated. The kinetic parameters were obtained from the analysis of the DSC curves by integral and differential methods. The most probable kinetic model function of the dehydration reaction of Pb(0.25)Ba(0.75)(TNR).H(2)O were suggested by comparison of the kinetic parameters.     

RDX基复合物静电喷雾法制备及性能研究

采用静电喷雾技术制备了以氟橡胶(F2604)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)及三硝基甲苯(TNT)为包覆材料的黑索今(RDX)基复合颗粒,对所制备的复合颗粒进行扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)分析,得到超细包覆粒子的包覆效果及其热分解特性。结果表明:F2604/RDX与PVB/RDX复合颗粒为形貌规整、粒径均一的球形颗粒,而TNT/RDX复合颗粒为不规则多面体;F2604/RDX、PVB/RDX与TNT/RDX复合颗粒的红外吸收峰和X射线衍射峰位置与RDX一致;PVB/RDX复合物活化能最低,为137.059 k J/mol。     

Preparation of explosive nanoparticles in a porous chromium(III) oxide matrix: a first attempt to control the reactivity of explosives

This paper reports the first attempt to control the combustion and the detonation properties of a high explosive through its structure. A porous chromium(III) oxide matrix produced by the combustion of ammonium dichromate was infiltrated by hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX). The structure of the Cr(2)O(3) matrix was studied by both scanning and transmission electron microscopy (SEM, TEM); the Cr(2)O(3)/RDX nanocomposites were characterized by nitrogen adsorption. A mathematical model based on these techniques was used to demonstrate that the Cr(2)O(3) matrix encloses and stabilizes RDX particles at the nanoscale. The decomposition process of the nanocomposites was investigated by atomic force microscopy (AFM). The reactivity and sensitivity of the nanocomposites were studied by impact and friction tests, differential scanning calorimetry (DSC), time-resolved cinematography and detonation experiments, and were correlated with their structure. The size of RDX nanoparticles and their distribution in the Cr(2)O(3) matrix have an important influence on their reactivity. The reactive properties of nanostructured RDX differ significantly from those of classical micron-sized RDX. For instance, the melting point disappears and the decomposition temperature is significantly lowered. The quantization of the explosive particles in the Cr(2)O(3) matrix decreases the sensitivity to mechanical stress and allows controlling the decomposition mode-i.e.?combustion versus detonation.     

天然水溶性甲壳素的热稳定性研究

采用多重扫描速率法研究了利用冻融循环制备的天然水溶性甲壳素(WSC)的热分解反应动力学,反应活化能E和指前因子lnA分别为(194.31±1.56)kJ/mol和(37.90±0.36)min-1。采用Achar微分法判定该物质的热分解最概然机理函数为f(α)=3(1-α)2/3,属几何形态收缩(球形对称)机理。热处理样品残渣的红外光谱分析结果显示,WSC热分解过程与壳聚糖一样,最先发生的是糖链的解聚,即C-O-C键的断裂。     

Precipitation kinetics in Al6061 and in an Al6061-alumina particle composite

Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the precipitation kinetics of metastable phases in an Al6061 alloy and a 20 vol % alumina particle reinforced Al6061 composite. The thermal effects in the DSC traces were analysed quantitatively. The kinetic parameters for the phase transformations in the Al6061 alloy and composite were calculated using the varying heating rate method and the Kissinger approach. It was found that the overall age-hardening sequence of the Al6061 alloy did not change due to the addition of Al2O3 particles, but the volume fractions of the various phases and the precipitation kinetics of some of the phases were modified. The precipitation transformations of the metastable phases in both the Al6061 and the composite obey an n-order kinetic model. © 1998 Kluwer Academic Publishers     

840S环氧树脂体系固化反应特性

用差示扫描量热法(DSC) 在动态条件下对840S 环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究。根据所测量的不同升温速率的DSC 曲线, 运用温度升温速率( T-β) 图外推法得到该环氧树脂体系的固化工艺参数, 即凝胶化温度、固化温度、后处理温度, 这些温度参数为制定合理的固化工艺提供了理论基础。采用Kissinger 方程和Crane 方程计算该840S 环氧树脂体系的动力学参数, 即表观活化能E_a 、表观频率因子A 和反应级数n 。根据所计算的动力学参数, 建立了该840S 环氧树脂体系的固化动力学模型。利用所建立的固化动力学模型分别预测了等温和动态条件下840S 环氧树脂体系的固化反应特性。      

甘蔗渣对聚甲基丙烯酸甲酯热降解的影响

目的分析生物质材料对塑料废弃物热降解的影响,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为对象,探讨甘蔗渣对其热分解行为和动力学的作用。方法利用溶液共混法制备PMMA/甘蔗渣混合物,采用热失重法研究其在氮气中的热分解过程,通过最大失重速率法和Ozawa等失重法计算PMMA热分解反应的动力学参数活化能和频率因子。结果甘蔗渣使得PMMA的初期热分解温度明显降低,但是PMMA的热分解活化能和频率因子却都显著增加。最大失重速率法的计算结果表明,PMMA加入甘蔗渣后的热分解活化能增加了26.2 k J/mol,等失重法的结果显示活化能和频率因子分别为168.14 k J/mol和28.41 min-1,比纯PMMA相应地增大了72.6 k J/mol和12.52 min-1。结论甘蔗渣的加入对PMMA的热降解有显著的影响,使其热分解变得困难,因此有必要进一步探讨其他生物质对PMMA热分解的影响。