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-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.     

球形硝基胍粒径对改性单基发射药热安定性和力学性能的影响

为了改善改性单基发射药的安定性和力学性能,制备了含3种不同粒径(50、80和110μm)球形硝基胍(NQ)的改性单基发射药,通过差示扫描量热法、真空安定性试验和甲基紫试验研究了其热分解过程和热安定性,并测试了其抗冲击和抗压缩强度,分析了NQ粒径变化对改性单基发射药热行为和力学性能的影响。结果表明,3种含球形NQ的改性单基发射药试样有两个热分解过程,第一个分解过程对应的是混合硝化棉的分解,第二个分解过程是RDX和NQ的分解,但是第二个分解过程不明显;随着NQ粒径从50μm增至110μm,发射药试样的热分解峰温从176.84℃提高至179.71℃;真空安定性试验中试样48h放气量从0.7558mL/g降至0.5964mL/g,甲基紫试纸变为橙色的时间从44min延长至54min,且加热5h后未发生爆炸;发射药试样的抗冲击强度从4.23kJ/m~2降至3.81kJ/m~2,抗压缩强度从56.93MPa降至53.85MPa。表明球形NQ粒径的增加有利于提高发射药的热安定性,但会降低其力学性能。     

柠檬酸三丁酯在浇铸高能少烟复合改性双基推进剂中的应用

用真空安定性方法、观察法和单轴拉伸试验分别研究了柠檬酸三丁酯(TBC)与吸收药(NC+NG)、高氯酸铵(AP)、RDX、HM X、吉纳(D INA)和间苯二酚(R es)的相容性、TBC与NC和NG的混溶性,以及TBC分别替代DBP、DEP和NG对浇铸高能复合改性双基(CM DB)推进剂力学性能和物理交联密度的影响。结果表明,TBC与(NC+NG)、AP、RDX、HM X、D INA和R es的相容性良好;且TBC也能与NG和NC混溶。同时,用TBC替代DBP和DEP对CM DB推进剂力学性能的影响不大;但TBC替代NG对CM DB推进剂力学性能的影响明显;随着TBC含量的增加,推进剂常温(+20℃)和高温(+50℃)的拉伸强度σm逐渐降低,而常温和高温的延伸率mε逐渐增大,同时推进剂的物理交联密度逐渐减小。     

3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱炸药的安全贮存寿命预估研究

采用安定性试验标准物质黑索今验证了通过动态真空安定性试验(DVST)设备准确测定分解气体的压力来研究火炸药分解的可行性,并采用DVST装置,借鉴火药的热加速老化寿命评估方法研究了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)炸药的安全贮存寿命.结果显示,5.0g真空安定性标准物质黑索今100℃加热48h后的DVST放气量为0.292 mL,处于真空安定性试验的误差范围内((0.24±0.07)mL).热加速老化试验推测DNTF炸药在40℃下的安全贮存寿命为85a,25℃下安全贮存寿命为838a.     

BAMO-AMMO的热行为及其与含能组分的相容性

采用DSC、TG-DTG程序升温法研究了3,3-二叠氮甲基氧丁环/3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环共聚物(BAMO-AMMO)的热行为,并采用DSC法和真空安定性法考察了BAMO-AMMO与含能组分RDX、HMX、DNTF、CL-20、AP、Al、NG、DIANP的相容性.结果表明,BAMO-AMMO的热分解分两个阶段进行,第一阶段分解峰温为260.3 ℃,较硝化棉的分解峰温高51 ℃,热稳定性好;第二阶段分解峰温为401.7 ℃;BAMO-AMMO与RDX、HMX、CL-20、AP、Al、NG、DIANP均相容,可与上述物质混合应用于火药.     

DAATO3.5对改性双基推进剂安全性能的影响

设计了一种含N–氧化–3, 3'–偶氮双(6–氨基–1, 2, 4, 5–四嗪)(DAATO_(3.5))的改性双基推进剂,通过DSC(差示扫描量热)、撞击感度和静电火花测试,分别研究了其全分解范围的热稳定性、机械感度和静电感度的变化;借助真空安定性、甲基紫、5 s爆发点试验,研究了该推进剂的热安定性。结果表明:DAATO_(3.5)不改变推进剂的分解峰型,可小幅降低推进剂的主分解峰温,但降低幅度对DAATO_(3.5)含量不敏感;随DAATO_(3.5)含量增加,推进剂撞击感度的引发距离H_(50)、静电感度的引发电压V_(50)及引发能E_(50)线性降低,甲基紫试验变色时间、5 s爆发点温度小幅下降,真空安定性试验放气量有所增加。     

DSC法研究高能炸药TEX与推进剂组分的相容性

采用差示扫描量热法(DSC)研究了4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5,5,0,05,9,03,11]十二烷(TEX)与黑索今(RDX)、吉纳(DINA)、硝化棉(NC)、吸收药(NC+NG)、苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸铅(Φ-Pb)和微米级铝粉(Al)等推进剂主要组分的热分解性能,并考察了TEX与7种组分的相容性。结果表明,TEX的热稳定性较好,与RDX、Φ-Pb、NC、DINA和Al粉的相容性良好,与NC+NG和DEP轻微敏感、相容性较好,可应用于推进剂等含能材料领域中。     

全浸式真空安定性法研究固态HMX的热分解动力学

采用全浸式真空安定性试验仪,在接近真空的密闭条件下对HMX的等温全分解过程进行实时监测。结果表明,固态HMX全分解放出的气体量为558.05mL/g;在200～230℃,固态HMX分解前后两个阶段有不同的动力学机理函数,分解深度为0～15%时,其反应机理函数符合成核和生长(n=1)的Avrami-Erofeyev方程,表观活化能和指前因子分别为Ea=149.6kJ/mol,ln(A/s-1)=24.65;分解深度为15%～70%时,其反应机理函数符合成核和生长(n=3)的Avrami-Erofeyev方程,表观活化能和指前因子分别为Ea=145.5kJ/mol,ln(A/s-1)=25.25。     

4-羟基-3,5-二硝基吡啶氮氧化物铅及铜盐的合成

从吡啶出发经过多步反应以较高的产率制得了4－羟基－3，5－二硝基吡啶氮氧化物的铅、铜盐，并通过质谱及元素分析等方法对其进行了结构确定，经DSC及TG的分析表明，该类化合物对RDX、AP及NC＋NG等的热分解都具有催化作用，且使其产生出更多的分解热，表现出良好的含能催化剂的特征。     

静态与动态高压对含能材料热分解的影响

利用常压和高压差示扫描量热仪（DSC、PDSC）在动态和静态状下研究了CL-20、HMX、RDX、NC、NG、NG NC等几种含能材料的热分解,探讨了常压与高压条件下,静态与动态对这些含能材料热分解的影响。结果显示含能材料热分解受压力和动态气氛的影响有三种情况：1、热分解同时受到压力和动态气氛的影响;2、热分解既不受压力也不受动态气氛的影响;3、热分解只受压力的影响而不受动态气氛的影响。     

Analysis for Decomposition Characteristics and Piecewise Thermokinetics of Nitramine Modified Double‐base Propellant with High Solid Content

The thermal stability and decomposition characteristic of nitramine modified double‐base propellant (RDX‐CMDB propellant) with high solid content and its components were investigated under dynamic and isothermal conditions by differential scanning calorimetry (DSC). It was found that the mixture of nitrocellulose (NC) and nitroglycerin (NG) had a promote effect on the decomposition of RDX. The activation energy (E ) and the pre‐exponential factor (A ) of two obviously exothermic processes were obtained by Friedman iso‐conversional method. The screening method suggested by ICTAC was used to determine the most probable mechanism functions and kinetic parameters of the two processes which are corresponding to the deceleration model and the autocatalytic model. The theoretical value was consistent with the experiment result.     

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。     

改性双基推进剂主要组分的高压热分解特性

利用高压差示扫描量热仪测试了改性双基推进剂常用的ＮＣ、ＮＧ、ＲＤＸ、ＨＭＸ等几种主要组分在常压及不同压力下的热分解行为,揭示了它们的热分解行为与压力的关系,并进一步分析探讨了各组分对推进剂燃烧性能的影响。     

1-氨基-1-肼基-2,2-二硝基乙烯碱金属盐的制备及对改性双基推进剂主组分热分解的催化作用

1-氨基-1-肼基-2,2-二硝基乙烯（AHDNE）与氢氧化钾或碳酸铯反应得到相应的碱金属盐AHDNE-K 和AHDNE-Cs。 通过元素分析和红外光谱对其进行结构表征;采用单晶X射线衍射分析法测定了AHDNE-K的单晶结构,DSC技术研究了两种金属盐对3种改性双基推进剂主组分HMX、RDX和NC/NG热分解的影响。结果表明,AHDNE-K对NC/NG有明显的催化效果,使分解温度降低了约24 ℃,能量增加了1 316 J·g^-1。     

Synthesis,Characterization, and Combustion Catalytic Activities of Copper(II) and Lead(II) Salts of p‐Nitrocalix[n]arenes (n=4, 6, 8)

Six copper(II) and lead(II) salts of p‐nitrocalix[n]arene (n=4, 6, 8) were synthsized and characterized. The DSC curves of all salts showed exothermic decomposition. Sensitivity studies revealed that all the salts with the exception of the lead salt of p‐nitrocalix[6]arene (NCPb6) are relatively insensitive materials. Investigations of the catalytic activities showed that most of the salts displayed high activities in thermal decomposition of NC‐NG and RDX. As evaluated in this work, the salts enhanced the burning rates of both double base (DB) and RDX‐component modified double base propellants. The best catalytic effect was obtained with NCPb6, which increased the burning rate of the DB propellant to the order of about 200 % (2–6 MPa) and 103–198 % (8–20 MPa) while decreasing the pressure index (n) to 0.22 (20–22 MPa).     

Preparation and Properties of a nRDX‐based Propellant

The incorporation of nano‐scaled cyclotrimethylene trinitramine (nRDX) in nitrocellulose (NC)‐based propellants poses processing problems when following conventional methods. Hence, a new preparation method containing a pre‐dispersion process was developed, by which 30 mass % RDX (290 nm) was incorporated in the propellant. Meanwhile, the corresponding 290 nm, 12.85 μm and 97.76 μm RDX‐based propellants were prepared for comparison using a conventional method. The morphology, structure, ballistic and mechanical properties of the prepared propellants were characterized by scanning electron microscopy (SEM), density analyzer, closed vessel (CV), uniaxial tensile tester and impact tester. The results indicate that the nRDX particles were uniformly dispersed in the NC/NG/TEGDN matrix using the novel method, while agglomerated and recrystallized into large particles with the conventional method. The propellant density increased with decreasing RDX particle size. In particular, the 290 nm RDX‐based propellant exhibited a higher burning rate and lower average pressure exponent (α =0.958) compared to the 12.85 μm RDX‐based propellant (α =1.043). The tensile strength, elongation at break and impact strength of the RDX‐based propellant at −40 °C, 20 °C and 50 °C were dramatically improved by using 290 nm RDX with the novel method.     

高能钝感发射药在炮射导弹中的应用

通过理论分析、发射药选择、钝感药制备和弹道性能测试，研究了炮射导弹用高分子钝感GR发射药装药。结果表明：高分子钝感GR发射药用作炮射导弹发射药装药具有膛压低、初速高、炮口烟雾小等显著优点。新装药主要采用了GR发射药(一种含黑索今的高能发射药)、高氧含量的高分子钝感剂及其钝感工艺等新材料和新工艺。