二硝酰胺铵防吸湿技术研究进展

二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性是影响其广泛应用的一个主要原因.从ADN的吸湿原因、吸湿机理、防止吸湿方法几方面介绍了ADN防吸湿技术的研究进展,并指出了我国今后ADN防吸湿技术的发展方向.     

球形ADN及ADN@AP复合粒子的制备与性能研究

为了改善二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性,提高其安全性能,促进其大规模实际应用,采用溶剂-非溶剂法制备球形ADN及ADN@AP复合粒子。通过扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、TG-DSC同步热分析仪、撞击感度仪、恒温恒湿箱对所制备样品的形貌、晶体结构、热分解性能、撞击感度和吸湿性进行表征和测试,并与原料ADN、ADN/AP混合物进行比较。结果表明,ADN@AP复合粒子以ADN为核,AP为壳,形状规则;相比于原料ADN和ADN/AP混合物,ADN@AP复合粒子的反应活化能降低了35.1kJ/mol和10.73kJ/mol,撞击感度降低了100.10%和26.52%,ADN@AP复合粒子相比原料ADN在24h后绝对吸湿率降低了213%,表明复合粒子的热分解性能得到改善,降感降吸湿性效果显著。     

ADN及其固体推进剂燃烧特性的研究进展

系统介绍了二硝酰胺铵(ADN)燃烧的最新研究动态,综述了国内外近年来报道的ADN燃烧时发生的物理化学变化、ADN燃烧机理、催化剂/ADN混合物燃烧性能以及ADN基固体推进剂燃烧特性的最新研究进展。首先指出了ADN的燃烧主要受凝聚相反应控制,ADN燃烧波结构包括固相层、泡沫层(包括固-气和液-气)和气相层;其次,总结了ADN基固体推进剂燃烧特性的研究现状,对现有研究中存在的局限性进行了分析;最后,指出继续开发适用于ADN基固体推进剂的新型燃烧催化剂是今后研究的重点方向之一。另外,随着非异氰酸酯固化体系在ADN基固体推进剂中的应用,需进一步加深ADN基固体推进剂燃烧性能的研究,尤其是三唑环的引入对ADN热分解及推进剂中其他组分热分解的影响。     

含ADN推进剂的能量特性及综合性能

为研究含二硝酰胺铵(ADN)推进剂的能量、安全、贮存及燃烧性能,根据最小自由能原理计算了含ADN推进剂的能量特性参数,采用密闭爆发器及靶线法测试其爆热及燃速,并对其吸湿性及感度进行了研究。结果表明,含ADN/Al/HMX、ADN/Al/CL-20、ADN/AlH3/HMX和ADN/AlH3/CL-20推进剂的标准理论比冲分别为2 675~2 685、2 677~2 686、2 801~2 810和2 803~2 812N·s·kg-1,采用硝酸酯增塑的惰性聚醚黏合剂体系可制备出固化正常、结构致密的含ADN推进剂。随着推进剂配方中ADN含量的增加,推进剂的爆热、吸湿性、燃速和压强指数增大,摩擦感度和撞击撞击提高,密度略有降低。     

活性炭吸附ADN过程的动力学与热力学

通过不同温度下的静态吸附实验,研究了活性炭吸附ADN的动力学和热力学特征。以吸附量和解吸率为指标对3种活性炭(AC、BC、CC)进行对比研究,利用准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型考察了ADN的吸附动力学,并利用Langmuir和Freundlich吸附等温模型描述吸附热力学行为。结果表明,活性炭AC是分离ADN的理想吸附剂,3种活性炭吸附ADN的动力学曲线更符合准二级动力学模型;Freundlich模型描述活性炭AC对ADN的吸附规律更为合适,该吸附△G0,△S0,吸附过程可自发进行;不同吸附量下的△H0,吸附为吸热过程。     

氨基甲酸乙酯法合成ADN

以氨基甲酸乙酯为起始原料,经硝硫混酸硝化合成中间体N-硝基氨基甲酸乙酯的铵盐,然后用N2O5为二次硝化剂,硝化、氨解得到二硝酰胺铵（ADN）,粗品收率为72%,精制后熔点为90～92℃.采用元素分析、红外光谱及紫外光谱鉴定了ADN的结构,并对二次硝化反应的主要影响因素料比、反应温度、反应介质、反应时间等进行了探讨,确定了最佳合成条件.     

二硝酰胺铵溶剂效应的理论计算

为研究结晶溶剂在二硝酰胺铵结晶过程中对晶体成核与生长、溶解度、吸湿性的主要影响,基于标准溶解焓理论模拟计算了不同溶剂环境下的晶体成核速率,基于修正附着能模型模拟计算了不同溶剂环境下的晶体形貌特征,并根据吸湿性较低的晶面面积占总晶面面积的比例分析溶剂效应对二硝酰胺铵吸湿性的影响。结果表明,二硝酰胺铵在不同溶剂下的晶体成核速率关系为:环己烷甲苯磷酸三丁酯二氯甲烷正丁醇乙腈γ-丁内酯异丙醇乙醇甲醇丙酮二甲基亚砜水;标准溶解焓与溶解度呈现线性关系;在不同溶剂下的二硝酰胺铵的晶体形貌计算为棱柱状或板片状;计算分析可知,二硝酰胺铵在非极性溶剂中结晶后的吸湿性较低,而在极性溶剂中结晶后的吸湿性较高。     

活性炭吸附法分离纯化ADN

采用静态吸附试验,研究了3种活性炭(AC、BC、CC)的静态吸附与解吸,筛选出一种较好的活性炭AC;通过动态吸附和解吸实验,对二硝酰胺铵(ADN)的吸附、解吸工艺条件进行了优化。结果表明,AC的吸附能力与解吸能力均优于活性炭BC与CC,是分离纯化ADN的理想吸附剂;当上样溶液质量浓度为30 155.32mg/L、流速为5mL/min时,活性炭AC对ADN的吸附量较大。以80℃热水为洗脱溶剂,洗脱至第10个柱体积时,总洗脱率达95.64%。     

混酸法合成ADN的分离纯化工艺研究

二硝酰胺铵（ADN）是一种高能高燃速和不含氯元素的新型氧化剂,混酸法合成ADN时会生成大量的无机盐副产物,采用活性炭吸附的方法可以对ADN进行有效的分离纯化。对活性炭的种类、吸附溶剂的种类、解吸溶剂的种类、吸附浓度、吸附方式进行了研究,并确定了较佳的工艺条件,制备了质量分数达99．5％以上的ADN。     

新型氧化剂ADN的合成研究进展

综述了硝基脲法、氨基磺酸法、氨基甲酸酯法、氨基丙腈法、二丙腈胺法等合成ADN的研究与开发状况，对合成ADN的关键步骤——二次硝化的原理作了讨论，并指出了今后研究发展的方向。     

国外二硝酰胺铵的发展现状

在跟踪国外二硝酰胺铵(ADN)发展现状及最新动向的基础上,综述了ADN合成与制备工艺、球形化技术发展、ADN应用研究及最新进展;分析了国外解决ADN吸湿性的技术途径及ADN推进剂配方;指出ADN未来发展应关注以下方面:新型结晶造粒及后处理工艺已成为改进ADN应用性能且实现规模化生产的关键因素;开发高效的ADN合成路线和提高生产规模是降低ADN成本的重要手段;解决吸湿性问题对ADN应用的制约。附参考文献18篇。     

混酸硝化法合成二硝酰胺铵及其机理探讨

介绍了二硝酰胺铵的合成路线,研究了混酸硝化法合成二硝酰胺铵时原料规格、原料配比、反应时间和反应温度对硝化反应收率的影响.当以规格5的氨基磺酸铵为原料,n(HNO3):n(氨基磺酸铵)=9.00,m(HNO3):m(H2SO4)=6.67,反应温度为-40℃,反应时间为45～65min时,操作较为容易,硝化反应收率≥55...     

可用于替代肼的2种绿色单组元液体推进剂HAN、ADN

给出了绿色单组元液体推进剂的定义.从推进性能、毒性、环境友好性方面讨论了硝酸羟胺(HAN)和二硝酰胺铵(ADN)基单组元液体推进剂相比肼单组元推进剂的优势.介绍了这两种单元推进剂的国外最新应用情况.     

考虑热弥散效应的ADN基无毒空间推力器内燃烧过程的数值模拟

以新型二硝酰胺铵(ADN)基无毒空间推力器为研究对象,通过建立ADN推进剂撞网雾化、蒸发以及固定床内部考虑热弥散效应的非等温模型等,采用22种组分、20步反应的简化化学反应机理,对ADN推力器内部复杂物理化学过程进行数值模拟,并获得热弥散对ADN推力器性能的影响规律。结果表明,计算结果与实验结果具有较好的一致性。催化床的热弥散效应对ADN推进剂的催化和燃烧过程中温度,以及反应物和重要中间产物的空间分布有着重要的影响,当考虑热弥散效应时,会导致燃烧温度较高。     

吸湿对复合材料胶接影响研究及机理探索

在复合材料胶接工艺试验中发现,二次胶接试样的力学性能与基板存储时间有关,本文针对该现象开展研究.选择典型的复合材料基材开展试验,采用I型层间断裂韧性(GIC)进行力学性能表征,确认基材吸湿是导致胶接性能大幅下降的主要原因.在此基础上,开展待胶接基材吸湿对胶接性能的影响研究,掌握了典型基材吸湿对胶接性能的影响.根据试验结...     

添加剂对二硝酰胺铵热分解行为的影响

向二硝酰胺铵(ADN)样品中加入3种添加剂3-氨基-2-萘酚、尿素和乌洛托品(HMT),制备了球形化改性ADN及ADN/添加剂混合物;利用差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析法研究了3种添加剂对ADN热分解行为的影响;采用Kissinger法和Ozawa法计算了其活化能;利用等温方法(TG法和TAM法)进一步研究了纯ADN和ADN/HMT在等温条件下的热分解行为。结果表明,3种添加剂均提高了ADN的起始分解温度和峰温;当添加HMT时,热分解起始温度和峰温提高最为明显,起始温度分别提高7.3～10.0℃(DSC)和6.3～7.1℃(TG);分解峰温提高7.0～9.0℃(DSC);Kissinger法和Ozawa法计算得到ADN/HMT热分解的活化能分别为155.6和165.2kJ/mol;添加HMT后,ADN的初始分解速率由3.0%/h降至1.6%/h,ADN的放热峰由单峰变为肩峰,且出峰位置明显延后,表明HMT能明显抑制ADN的热失重和放热行为。     

GAP/ADN/nano–Al膏体推进剂的能量特性与激光点火特性

采用最小自由能原理方法计算了GAP(聚叠氮缩水甘油醚)/ADN(二硝酰胺铵)/nano–Al推进剂的能量特性,制备了一系列ADN质量分数为8%~38%的GAP/ADN/nano–Al膏体推进剂,采用CO2激光点火的方法研究了4种配方在不同激光功率密度作用下的激光点火特性。结果表明:GAP/ADN/nano–Al膏体推进剂的标准理论比冲(Isp)、特征速度(C*)、燃烧温度(Tc)均随ADN含量增加而依次增大,爆热(Qv)则主要随铝粉含量的增加而增大;GAP/ADN/nano–Al膏体推进剂的点火延迟时间和点火能量总体上随着激光功率密度增加呈现减小的趋势;配方中ADN含量较高时,GAP/ADN/nano–Al膏体推进剂具有较好的激光点火特性。     

增强硬质聚氨酯泡沫塑料的吸湿效应研究

对两种增强硬质聚氨酯泡沫塑料在不同温湿度条件下的吸湿性能和力学性能进行了研究.结果表明,增强硬质聚氨酯泡沫塑料在初始阶段吸湿较快,随着时间的延长其吸湿率的变化逐渐变缓,同时其吸湿率随着环境温湿度的增高而明显增大;相同环境条件下,玻璃微珠增强硬质聚氨酯泡沫塑料的吸湿率明显高于玻璃纤维增强聚氨酯泡沫塑料的吸湿率;吸湿量对增强硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响较小.     

二硝酰胺铵推进剂的能量特性

二硝 (基 )酰胺 (基 )铵 (ADN)是一种新型稳定的高能无机氧化剂 ,其单元推进剂的比冲为 2 0 0 3.2 Ns/kg,燃烧温度为 2 10 0 K,用ADN取代丁羟复合固体推进剂中的高氯酸铵 (AP) ,比冲可提高 10 4.5 Ns/kg,与 GAP组成的无烟推进剂比冲可达 2 6 0 7Ns/kg,由GAP/ADN/RDX组成的无烟推进剂 ,最高比冲为 2 6 30 Ns/kg.     

二硝酰胺铵的燃烧和热分解

通过燃速测定、差示扫描量热技术（DSC）和热失重技术（TG）研究了有机金属化合物（OME）对二硝酰胺铵（ADN）单元推进剂的热分解和燃烧性能的影响.1～12 MPa范围内,1%OME可以提高ADN单元推进剂的燃速.TG和DSC分析表明,OME可以显著降低ADN的起始分解、放热温度;OME含量对ADN的起始热分解温度有明显的影响.热分解动力学分析显示,加入1%OME后,ADN的热分解活化能降低30%左右.