3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱的晶体结构

从丙酮-水混合溶剂中培养得到了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)单晶,用X-射线单晶分析、元素分析以及红外光谱分析对DNTF的分子结构进行了表征。结果表明,DNTF的分子式为C6NO8,分子量为312．14,晶体属于正交晶系,P222空间群;晶体学参数如下：a=1．0746(7)nm,b=1．5099(10)nm,c=0．6596(4)nm;V=1．0702(1)nm^3;Z=4;Dc=1．937g／cm^3;μ=0．182mm^-1;F(000)=624。最终的偏差因子R1=0．038。     

呋咱含能化合物的合成及其衍生物反应研究进展

阐述了二肟脱水和氧化呋咱还原2种构建呋咱环的主要方法,以及氨基取代呋咱衍生物、硝基取代呋咱衍生物和氰基取代呋咱衍生物的反应;列举了几种典型的呋咱含能化合物如二硝基呋咱(DNF)、二氨基偶氮呋咱(DAAF)、3,4–双(4′–硝基呋咱–3′–基)氧化呋咱(DNTF)、呋咱醚类化合物(FOF–1,FOF–2,FOF–13)和稠环类呋咱含能化合物(MNOTO、4,5,9,10–四硝基–1,4,5,8–四氮杂氢化萘(2,3,–6,7)并双呋咱)的合成方法及性能。     

新型含能材料呋咱类化合物的研究进展

介绍了几种呋咱类含能化合物3,4–二氨基呋咱(DAF)、3,3′–二氨基–4,4′–氧化偶氮呋咱(DAAF)、3,3′–二氨基–4,4′–偶氮呋咱(DAAzF)、3,4–二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、3–硝基呋咱–4–甲醚(NFME)、(3 E,4 E)–二肟甲基氧化呋咱(DPX1)的合成方法和性能。通过与其他含能材料的性能对比,可知呋咱类化合物是一类性能优良、具有广阔应用前景、可应用于推进剂的含能材料。     

新型呋咱(氧化呋咱)类炸药爆轰参数的理论计算

以3,4-二(氨基呋咱基)氧化呋咱(BAFF)为结构单元设计了一类新型呋咱(氧化呋咱)类炸药分子.运用预测炸药分解产物的BW法则、计算爆速的Rothsteine方法和计算C-J压力的库珀方法等对该类炸药的爆炸参数进行了理论计算,并与HMX等炸药的爆炸参数进行了比较.结果表明,该类炸药的密度大,爆速和爆压介于TATB和HMX之间,是一类新型高能量密度材料化合物.由于该类炸药分子中含呋咱环具有芳香性,预测其分子的稳定性良好.     

3,4-双(4′-氨基呋咱基-3′)氧化呋咱的合成及性能

以丙二腈为起始原料,经亚硝化、重氮化、缩合等反应合成出3,4-双(4′-氨基呋咱基-3′)氧化呋咱(DATF),总收率为50%。经测定,DATF的部分理化及爆轰性能为:密度1.795g/cm3,熔点170~171℃,爆速7177m/s(1.530g/cm3),热分解温度260℃,摩擦感度8%(90°摆角),撞击感度60%(10kg,25cm),真空安定性(5g样品,100℃,48h),放气量0.4~0.7mL。采用差热扫描(DSC)法,测定了DATF的热稳定性及DATF同NC,RDX,HMX和NC/NG体系的相容性。结果表明,DATF具有较好的热稳定性和较低的感度,与RDX,HMX,NC和NC/NG体系有较好的相容性。     

3，4-二硝基呋咱基氧化呋咱在N-甲基-2-吡咯烷酮和二甲基亚砜中的溶解行为

在常压、298.15K条件下,用RD496-2000微热量仪分别测量3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中的溶解焓,得到DNTF在不同溶剂中的微分溶解热和积分溶解热,建立了热量与溶质的量之间的关系式.对于DNTF,在NMP中描述溶解过程的动力学方程为dα/dt=10~(-3.81)(1-α)~(1.19);在DMSO中,描述溶解过程的动力学方程为dα/dt=10~(-3.91)(1-α)~(0.88.)     

3,4-二氨基呋咱及其高能量密度衍生物合成研究进展

呋咱类化合物因能量密度高、综合性能好、可作为炸药和推进剂等广泛应用于军事领域.3,4-二氨基呋咱(DAF)作为重要的前体化合物,其大规模合成为呋咱类高能量密度衍生物的应用奠定了基础.本文首先介绍了DAF的合成工艺及其氧化机理,并综述了以其为中间体得到的氧化物、大环、长链和稠环化合物的国内外合成方法及性能,表明呋咱类化合物爆轰性能优良,具有潜在应用前景;但是,不少硝基取代或多呋咱环衍生物存在安定性差、感度高的缺点.据此,提出设计合成新型钝感高能呋咱衍生物是解决上述不足的有效方法;DAF的合成工艺研究及增大呋咱类化合物开发力度是未来的发展重点.     

非自身标样定量测定DNTF的分析方法

为了在标准物质缺乏的情况下能够准确定量3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF),采用气相色谱-原子发射光谱(GC-AED)联用技术,建立了一种DNTF的非含能非自身标样定量测定方法;通过对比DNTF和5种非含能材料(二苯胺、苯甲酸、乙酰苯胺、DBS、DBP)的C元素标准曲线,选择相对定量响应因子最接近1的非含能材料作外标物定量DNTF的C元素,再结合分子式对DNTF进行定量。结果表明,苯甲酸的相对定量响应因子最接近1,用苯甲酸的C元素标准曲线定量DNTF的C元素,得到DNTF的C元素线性范围为17.43～426.92μg/mL,相关系数(r)为0.9992;以3倍信噪比计算检测限,得到DNTF的C元素方法检测限为0.0096μg/mL;相同条件下,DNTF在线性范围内高、中、低浓度下的加标回收率分别为104.9%,103.7%和109.4%,相对标准偏差分别为3.3%、1.1%和1.5%;该方法具有较好的准确度和精密度,可以实现在自身标准物质缺乏的情况下用非含能材料作外标物对DNTF的准确定量。     

DNTF-CMDB推进剂的力学性能

采用单轴抗拉实验研究了添加3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的改性双基推进剂的力学性能,获得了不同温度下(-40℃、20℃和50℃)DF系列推进剂的抗拉强度和断裂延伸率;用动态热机械方法获得的低温黏弹系数Cg1和Cg2,计算了DF系列推进剂的低温脆化参数。结果表明,DNTF对NC有一定的增塑作用,并能降低低温脆化参数、提高韧性。高低温和常温下断裂延伸率与组合量G(m(NG)∶m(NC)和m(DNTF)∶m(NC)的组合量)之间存在相关性,当DNTF的质量分数为20%时3个温度段的断裂延伸率和低温抗拉强度都达到最大值,而低温脆化参数有最低值。常温和高温的抗拉强度主要取决于NC与NG的质量比。DF系列推进剂的低温脆化参数与低温抗拉强度有关。     

3,4-双(4''''-氨基呋咱基-3'''')氧化呋咱的合成及性能

以丙二腈为起始原料,经亚硝化、重氮化、缩合等反应合成出3,4-双(4′-氨基呋咱基-3′)氧化呋咱(DATF),总收率为50%.经测定,DATF的部分理化及爆轰性能为: 密度1.795 g/cm3,熔点170～171 ℃,爆速7 177 m/s(1.530 g/cm3),热分解温度260 ℃,摩擦感度8%(90°摆角),撞击感度60%(10 kg,25 cm),真空安定性(5 g样品,100 ℃,48 h),放气量0.4～0.7 mL.采用差热扫描(DSC)法,测定了DATF的热稳定性及DATF同NC,RDX,HMX和NC/NG体系的相容性.结果表明,DATF具有较好的热稳定性和较低的感度,与RDX,HMX,NC和NC/NG体系有较好的相容性.     

老化对TNT基熔铸炸药性能的影响

为了研究老化对炸药性能的影响，对自然贮存的3种熔铸炸药TNT／RDX、TNT／RDX／Al和 TNT／HMX／Al进行了加速老化试验。通过扫描电镜、真空安定性试验研究了老化前后3种炸药的微观形貌和安全性能，并测试了老化前后3种炸药的感度和爆速。结果表明，老化后炸药颜色变深，体积膨胀，质量变轻。样品的放气量小于2 mL／g ，热感度变化也较小。机械感度的变化与炸药组分和老化方式有关。TNT／RDX的爆速随着贮存时间的增加而降低，与整体加速老化情况一致，TNT／RDX／Al和 TNT／HMX／Al的爆热随贮存时间的增加变化趋势相反，说明两者老化机理可能不同。     

CL-20热分解的动态真空安定性试验方法

采用动态真空安定性试验(DVST)法,在真空密闭条件下对CL-20的热分解过程进行了研究.结果表明,在90～140℃,CL-20非等温阶段的热分解反应机理函数为Avrami-Erofeev方程,表观活化能Ea为165.3kJ·mol-1,指前因子In(A/s-1)为40.20.等温阶段热分解反应的机理函数随试验温度的不...     

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。     

真空安定性判据对几种新型高能量密度化合物的适用性研究

为了研究真空安定性法对新型高能量密度化合物的适用性,采用NBK型“拉瓦”量气测试系统研究了4种新型高能量密度化合物CL-20、ADN、TNAZ、DNTF及典型一代、二代含能材料NC+NG(质量比50∶50)及RDX在恒温条件下的受热全分解过程,计算得到了其全分解放气量分别为653.53~662.38、613.80~619.82、624.04~636.23、601.52~629.82、594.52~617.25、和556.74~569.22 mL/g,真空安定性判据2 mL对应的反应深度都不超过0.4%,所对应的安全系数均大于2.5。通过对典型一代、二代含能材料及新型高能量密度化合物全分解过程的机理函数及动力学参数分析,由时温等效关系推算新型高能量密度化合物在100℃放气量达到判据2 mL的时间分别为7341~8967、2091~2808、438~664和3955~3997 h,所得结果均远大于真空安定性法规定的测试时长48 h。典型一代、二代含能材料NC+NG(质量比50∶50)及RDX在100℃受热分解放气量达到判据2 mL的时间分别为5191~6316 h和111~241 h。通过对比验证,证明几种新型高能量密度化合物可以沿用真空安定性试验2 mL判据。     

聚5-乙烯基四唑的热行为及其与含能组分的相容性研究

采用DSC、TG-DTG程序升温法研究了聚5-乙烯基四唑(PVT)的热行为,并采用DSC法和真空安定性法考察了PVT与推进剂主要组分RDX、HMX、CL-20、DNTF、ADN、AP、A1和Mg的相容性.结果表明,PVT的热分解分2个阶段进行,第一阶段分解峰温为237.2℃,第二阶段分解峰温为281.2℃;PVT与RD...     

新型云爆剂的加速热老化行为及寿命预估

采用加速老化试验方法,研究了新型云爆剂在高温加速老化条件下的老化行为,并对其使用寿命进行预估。结果表明,随老化时间的增加,新型云爆剂密度均匀性明显降低,而交联密度值呈现先减小后增大再减小的趋势,且老化温度越高,交联密度峰值越大。在55、65、75和85℃老化温度下,样品交联密度的最大值分别为3.084 3×10~(-5)、3.093 2×10~(-5)、3.196 4×10~(-5)、3.288 1×10~(-5)mol/mL。以铝粉活性降低8%作为新型云爆剂的失效判据进行寿命预估时,推算新型云爆剂在25℃下的使用寿命大于14年。     

乳化炸药热分解研究进展

热稳定性是乳化炸药生产、运输、储存过程中非常重要的安全性能参数,众多乳化炸药爆炸事故的发生都由热分解逐渐发展至爆炸,因此探究乳化炸药的热分解机理对预防此类事故的发生有着重要的意义。综合近年来国内外乳化炸药热分解的研究,分别对油相材料、乳化剂、氧化剂水溶液及添加剂等影响乳化炸药热分解性能的主要因素进行了概述及分析,综述了乳化炸药热分解研究的现状。     

氯丁橡胶的老化和寿命预测研究

通过对氯丁橡胶在55℃、70℃、85℃、100℃下热空气加速老化的实验,研究了氯丁橡胶的老化机理并进行了寿命预测。红外分析结果说明氯丁橡胶的老化机理为：热氧老化在C=C上进行;85℃、]00℃侧基C1脱离主链。以扯断伸长率为指标进行寿命预测,可知氯丁橡胶在本实验条件下的贮存寿命约为20a。     

Thermal Kinetic Parameters of Lead Azide and Lead Styphnate with Antistatic Additives

Three antistatic additives were applied to improve the antistatic abilities of lead styphnate and lead azide. It has been found that PVA and DEX are more effective antistatic additives for LA, whereas CMC and DEX are more appropriate for LS by electrostatic accumulation test. The dynamic vacuum stability test (DVST) method was used to investigate the thermal decomposition of LA/PVA, LA/DEX, LS/CMC, LS/DEX, thermal kinetic parameters are obtained. The results show that antistatic additives have influence on the thermal kinetic parameters that lead to the thermal decomposition reaction which requires more energy, thus increasing the thermal stability of primary explosive. However, the reaction mechanism function that insure the explosive properties remained unchanged.     

高性能玻璃纤维增强氯氧镁水泥的加速寿命试验与微观机理

利用SIC( strand in cement)试验方法,测定了玻璃纤维增强氯氧镁水泥(glass fiber reinforced magnesium oxychloride cement,GRMC)板材在80℃热水加速老化试验条件下的弯曲强度变化,研究了其加速试验寿命,并运用XRD、DSC -TG、FT-IR和SEM分析其水化产物组成和微观结构形貌,观察了玻璃纤维在氯氧镁水泥基体中的腐蚀特征.结果表明:未添加任何改性剂的普通GRMC在80℃热水加速老化2.5d后,其主要水化产物5·1 ·8大量分解,物相以叶片状的Mg( OH)2为主,促使玻璃纤维被基体腐蚀,导致力学性能急剧下降,预期使用寿命不超过4y.掺加复合抗水外加剂和矿渣的高性能GRMC由于5·1 ·8相的稳定存在和玻璃纤维不被腐蚀,在加速老化试验条件下的强度保留率高达60％以上,预期使用寿命超过了50 y.因此,5·1 ·8的稳定存在是保证高性能GRMC的玻璃纤维稳定性和长期耐久性的重要基础.