复合固体推进剂用新型二茂铁类燃速催化剂研究进展

二茂铁及其衍生物是一类性能良好的复合固体推进剂燃速催化剂,较少的添加量便可调控推进剂的燃烧性能。然而结构简单、分子量小的二茂铁类燃速催化剂存在易迁移和易挥发等缺点,严重影响了推进剂装药的贮存寿命、使用可靠性及环境适应性。因此设计和合成具有低迁移、低挥发和高催化效率的二茂铁类燃速催化剂便成为这一领域研究的关键点。本文介绍了近年来已报道的新型二茂铁类燃速催化剂的合成方法、抗迁移挥发性和催化性能,指出了其存在的问题,并对该领域今后的研究方向进行了展望。低分子量的二茂铁化合物合成相对简单,催化性能优异,但迁移挥发趋势依然存在;二茂铁聚合物分子量大,能彻底解决二茂铁的迁移问题,但催化效率较低,合成工艺复杂。在这些新型燃速催化剂中,含能离子型二茂铁化合物迁移挥发性低、易于合成修饰、热稳定性好且高含氮量,有利于提高推进剂的能量水平,具有广阔的应用前景。     

二茂铁及其衍生物的应用

综述了二茂铁及其衍生物在添加剂、燃速催化剂、医学、液晶材料、感光材料以及二茂铁有机磁体等方面的应用和最新研究进展。     

磷腈阻燃剂合成及其在包覆层中应用研究进展

简述了磷腈阻燃剂的结构特征,并对其阻燃机理进行了分析;综述了磷腈阻燃剂的合成研究进展,着重介绍了不同亲核基团对环状磷腈上的氯原子进行取代反应的合成过程,并对其耐热性和残炭率进行评价;阐述了磷腈阻燃剂在固体推进剂包覆层中的应用,主要包括其对三元乙丙橡胶包覆层、不饱和聚酯树脂包覆层以及聚氨酯包覆层的耐热性能、阻燃性能和耐烧...     

过渡金属氧化物复合催化剂对丁羟推进剂热分解性能的影响

采用DSC(差示扫描量热法)研究了过渡金属氧化物(TMO)复合催化剂不同组合及配比对氧化剂高氯酸铵(AP)及高氯酸铵/丁羟(AP/HTPB)推进剂热分解性能的影响。指出不同组合的复合TMO催化剂对上述两体系热分解反应的催化作用不尽相同,其作用效果可分为正协同效应、负协同效应和无协同效应三大类。     

二茂铁硅烷接枝的丁羟燃速催化剂

皮特辛(BUTACENE)是由Fe(CH_2)_4SiH(CH_3)_2与低分子HTPB的接枝共聚物。接枝可以H_2PtCl_6·H_2O为硅氢化反应的催化剂,在60℃下进行。皮特辛推进剂具有良好的工艺和力学性能以及老化性能,推进剂加工更安全。含皮特辛的推进剂配方燃速可达70～80mm/s。     

含氮杂环多核茂铁类燃速催化剂的设计与合成

设计合成了含氮杂环多核茂铁类燃速催化剂,通过1H-NMR、FT-IR和质谱对目标产物进行表征。用循环伏安法对目标产物的电化学性质进行研究,探讨其多组分氧化还原的电化学行为与结构的关系。利用差热分析(DTA)和热重(TG)研究了在高氯酸铵(AP)中分别添加质量分数5%目标产物2c后的热分解性能,发现目标产物2c有一定的燃速催化性能。     

大茴香腈的催化合成研究

应用新型固体酸催化剂Nafion/SiO2作为催化剂在微波辐射条件下快速合成大茴香腈的方法及对催化剂用量、微波辐射时间及微波功率等对脱水反应的影响进行了研究,实验结果表明:Nafion/SiO2是大茴香醛肟脱水制备大茴香腈的良好催化剂,其反应时间短,催化剂用量少且可重复使用,收率高。脱水反应的最佳工艺条件为:催化剂用量为2.5g,苯用量为25mL,微波功率为729W,微波辐射时间为7min,平均产率达87.2%。用IR表征了产物的结构。     

二茂铁基超支化聚(胺)酯的抗迁移性研究

将二茂铁基超支化聚(胺)酯(HPAE-Fc)添加到端羟基聚丁二烯(HTPB)中老化,通过紫外分光光度计测定了HTPB基体中二茂铁基团含量,并计算了HPAE-Fc迁移率,与二茂铁、叔丁基二茂铁的迁移率进行了对比.研究结果表明:HPAE-Fc的迁移率远低于二茂铁、叔丁基二茂铁,迁移率随着相对分子质量的增大而减小,迁移率由高到低的顺序为二茂铁、叔丁基二茂铁、HPAE-Fc;各物质的迁移率随时间延长或温度提高而增加.实验结果表明:与二茂铁和叔丁基二茂铁相比,HPAE-Fc在HTPB中具有较强的抗迁移性能.HPAE-Fc在HTPB中抗迁移性的机理为高的相对分子质量、化学组成与结构、较强的分子间作用力、良好的相容性和与HTPB形成氢键等因素共同作用的结果.     

基于ANN的丁羟复合推进剂燃速预测

以纳米结构的F e2O3(ns-F e2O3)催化剂在RDX/AP/A l/HTPB推进剂中的燃速实验数据为基础,采用人工神经网络(ANN)中误差反传播(简称BP)算法对不同ns-F e2O3含量与推进剂燃速之间的非线性关系进行了模拟,最终确定网络结构为3-4-1型,学习速率和动量常数分别为0.75,0.45,经过56 910次迭代训练,网络收敛到均方误差为1.0×10-4。用训练好的网络对ns-F e2O3的催化作用进行了预测。结果表明,BP网络对ns-F e2O3催化作用的预测研究是可行的,除一个预测结果的相对误差较大(-9.19%)外,其他预测的相对误差绝对值均在3.5%以下,表明所建立的网络具有较好的记忆和泛化能力。     

相转移催化合成大茴香腈的研究

以5mL(0.04mol)大茴香醛为原料,在95%乙醇中制备大茴香醛肟,进一步在相转移催化剂作用下以甲苯作带水剂使大茴香醛肟脱水生成大茴香腈。优化反应条件为:相转移催化剂类型为十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA),其与大茴香醛的用量比(m/m)为0.02,NaOH与大茴香醛的用量比(m/m)以0.08为宜,反应时间为1.5h。在此条件下,从大茴香醛肟到大茴香腈的最高收率达90.7%,并用IR表征了产物的结构。     

复合氧化物固体超强酸催化氧化正丁醇合成正丁酸

采用共沉淀法制备了复合二元金属氧化物固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂-Fe₂O₃、SO₄^2-/ZrO₂-SnO、SO₄^2-/ZrO₂-SnO₂和SO₄^2-/ZrO₂-NiO,运用XRD和IR等分析技术对所合成的固体超强酸进行表征。并对其催化氧化正丁醇合成正丁酸的性能进行了研究。实验结果表明,NiO的加入明显提高了ZrO₂由四方相向单斜相转化的温度,焙烧温度923 K时,ZrO₂仍然保持四方相。并且发现,4种复合固体超强酸对正丁醇的催化氧化合成正丁酸均有一定的催化活性,且SO₄^2-/ZrO₂-NiO的催化活性最好。正丁醇催化氧化合成正丁酸的最佳反应温度为343 K,在此温度下,以NiO质量分数为10％经923 K焙烧的SO₄^2-/ZrO₂-NiO为催化剂时,产物中正丁酸质量分数最高可达85.5％,选择性99.1%。     

丁羟推进剂的高效燃速催化剂

研制了二茂铁类新型燃速催化剂RF、FBB和GFP ,以及碳硼烷类高燃速调节剂NHC ,它们都是高沸点的液态物质 ,是丁羟推进剂的增塑型高效燃速催化剂 ,具有良好的综合使用性能。在推进剂配方中分别添加它们后 ,燃速可在 10～ 10 0mm/s(6 .86～ 9.8MPa)调节。和叔丁基二茂铁 (TBF)相比较 ,挥发性大小次序为 :GFP 相似文献   

氧化剂粒度和含量变化对NEPE推进剂燃速和压力指数的影响

研究了氧化剂粒度和含量变化对ＮＥＰＥ推进剂燃速和压力指数的影响。实验结果表明ＮＥＰＥ的燃烧行为类似于ＡＰ－ＨＭＸ－ＣＭＤＢ推进剂。采用细粒度ＡＰ或进行粒度级配是改善ＮＥＰＥ燃烧性能，提高燃速，降低压力指数的重要措施。观察到ＨＭＸ粒度变化对ＮＥＰＥ的燃速无明显作用。在配方中增加ＡＰ含量，也可起到提高燃速的作用，并且随着压力的不断增高，燃速增加的效果越明显。     

羧酸和酰胺转化合成腈的研究进展

叙述了由羧酸经酰胺化和脱水2步法合成腈,及羧酸与氨源及催化剂1步法直接转化合成腈的研究进展,重点阐述了脱水剂或催化剂、溶剂等反应条件,以及反应的适用底物。认为目前开发的酰胺脱水体系大多数方法存在试剂价格高、用量大、腐蚀严重、条件苛刻等缺点,应开发兼具经济性和高活性的脱水试剂或催化剂,羧酸1步法直接合成腈是值得重点研究的方法。     

化学结构对平台推进剂催化燃烧性能影响的理论分析

利用建立的以准一维气相反应流为基础的推进剂稳态燃烧模型,计算了推进剂配方组成对催化燃烧性能的影响,从化学结构的角度分析了平台燃烧的影响因素。由此解释了平台燃烧全过程的化学本质和推进剂燃速压强指数的化学本质,提出了平台推进剂配方和燃速优化设计的原则,为燃速和燃速压强指数的调节提供了理论依据,其结论与国内外实践结果相一致。     

六氯环三磷腈对RDX-CMDB推进剂性能的影响

为考察六氯环三磷腈(HCCT)作为降速剂对RDX-CMDB推进剂燃速、安定性、爆热、机械感度、力学性能的影响,测试了HCCT与RDX-CMDB主要组分的相容性,并采用靶线法、甲基紫法、绝热法等测试了3种不同HCCT含量的RDX-CMDB推进剂的性能。结果表明,HCCT与RDX-CMDB推进剂主要组分NC+NG及RDX的相容性较好,HCCT的加入使推进剂在2~6MPa压强下燃速降低,燃速压强指数升高,爆热降低,摩擦感度和撞击感度降低,抗拉强度及延伸率基本不变,对推进剂的化学安定性没有影响。     

用磷腈类催化剂合成的新型聚醚多元醇及其在聚氨酯泡沫制备中的应用新进展

详细介绍了磷腈类催化剂的合成方法及其在聚醚多元醇生产中的应用情况,同时介绍了该类催化剂的脱除与回收方法。采用承载的磷腈催化剂不仅可简化聚醚的后处理工艺,而且还能有效地降低其生产成本。此外,还介绍了用磷腈类催化剂生产的聚醚多元醇在聚氨酯泡沫制备中的应用情况。     

抗肝片吸虫药——硝碘酚腈的合成研究

以对羟基苯甲醛为原料 ,首先与盐酸羟胺及甲酸钠在甲酸中反应合成对羟基苯甲腈 ,收率为 88.6% ,然后在冰醋酸中与浓硝酸反应合成出 3-硝基 - 4-羟基苯甲腈 ,收率为 92 .9% ,后者再与碘及过氧化氢在酸性乙醇溶液中反应合成出硝碘酚腈 ,收率为 93.9% ,总收率为 77.3%。通过元素分析、IR及 MS等手段对中间体及目标产物的结构进行了确证。该方法原料易得 ,操作简便 ,收率高。