2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯的合成、晶形控制及其与HTPB推进剂组份的相容性

以2-羟甲基-2-硝基-1,3-丙二醇为起始原料,通过缩酮反应、氧化偶联反应、水解反应、硝化反应四步反应合成出了2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(SMX),并采用红外光谱、元素分析及核磁共振谱进行了结构表征。采用Materials Studio Modeling软件中的Growth Morphology方法模拟了SMX晶体的生长形态和结晶习性,分析了重要构晶晶面的表面结构特征,研究了溶剂效应对晶体形貌的影响。采用乙酸乙酯/石油醚混合液对SMX进行重结晶实验。通过DSC法研究了SMX与端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂组份:HTPB、高氯酸铵(AP)、铝(Al)粉、奥克托今(HMX)、黑索今(RDX)和甲苯二异氰酸酯(TDI)的相容性。结果表明,乙酸乙酯/石油醚结晶体系可改善产品的晶体形貌,理论预测与实验结果相符。SMX与HMX、RDX、Al粉相容性较好,与AP轻微敏感,与HTPB和TDI不相容。     

新型钝感含能增塑剂3-硝基呋咱-4-甲醚的合成与性能研究

以氰基乙酸乙酯为起始原料,用一锅法先行合成了前体化合物3-氨基呋咱-4-羧酸(AFCA),产率46％.再通过NaBH4/ZnCl2还原体系和H2O2/H2SO4氧化体系先后得到了3-氨基呋咱-4-甲醇(AFMA)及3-硝基呋咱-4-甲醇(NFMA).用SOCl2将NFMA氯化,得到3-硝基-4-氯甲基呋咱(NFCM),...     

AP/Al/SMX/HTPB四组元推进剂能量特性的理论研究

采用推进剂性能评估软件(PEP),计算和比较了2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(SMX)和HMX取代高氯酸铵/铝粉/丁羟黏合剂(AP/Al/HTPB)推进剂中AP对配方能量性能的影响。用高温化学平衡计算代码模拟计算了AP/Al/SMX/HTPB和AP/Al/HMX/HTPB复合固体推进剂的能量和标准发动机工作过程。结果表明,与HMX相比,SMX能在更大的配比范围内提高HTPB推进剂的能量水平。在质量分数14%HTPB、18%Al的配方中,SMX能有效将推进剂的平衡流比冲提高到2 622.5N·s/kg,比HTPB三组元能量优化配方高27.5N·s/kg。在质量分数14%HTPB、15%Al的配方中,SMX取代AP后,比冲最高可达2 634.2N·s/kg,比HTPB三组元能量优化配方高39.2N·s/kg。在质量分数15%Al、HTPB质量分数为12%和10%的配方中,SMX质量分数可分别达到45%和65%;最高比冲可分别达到2 652.9和2 679.3N·s/kg,比HTPB三组元能量优化配方分别高57.9和84.3N·s/kg。在不含Al或Al含量很低的配方中,SMX可取代全部AP。     

相转移法在叠氮粘合剂合成中的应用研究

研究了氯化十二烷基苄基三甲基铵和18-冠-6为相转移催化剂时端羟基聚环氧氯丙烷(PECH)在聚环氧乙烷(PEG)和水为介质中的叠氮化反应,探讨了反应规律和反应机理,结果表明:以PECH为介质,十二烷基苄基三甲基氯化铵(TMDA-1)为相转移催化剂的反应体系,可在15 h内使PECH叠氮化转化率达到97%以上,无主链断裂等副反应,是一条较为安全快速的制备叠氮粘合剂的方法。     

固体推进剂高能氧化剂的发展方向

正固体推进剂工作过程是实现化学能→热能→动能的有效组织与转化的过程,提高固体推进剂储能效率的重要方法为选择适当的组分配合和优化配方。图1给出了端羟基聚丁二烯(HTPB)/高氯酸铵(AP)、HTPB/AP/AI、HTPB/AP/AI/奥克托今(HMX)和高能硝酸酯增塑聚醚(NEPE)四种典型固体推进剂配方体系的化学能、做功效率和做功能量之间的变化情况,体现了协调化学储能     

细粒度ε-CL-20的制备及钝化

采用溶剂-非溶剂重结晶法制备了细粒度ε-CL-20,分析了加料方式、晶体生长控制剂种类等因素在结晶细化过程中对CL-20微晶形貌和粒度的影响.结果表明,上述几种因素对细粒度CL-20的形貌、粒径及聚集状态均有较大影响.采用超声波辅助技术可明显改善CL-20的晶体形貌和防止晶体团聚,显著降低产品的机械感度,所制备的ε-C...     

嵌段型中性键合剂的合成与表征

以硫磺、氯化苄等为原料,经取代反应得到二硫代苯甲酸,再经氧化、自由基反应合成RAFT试剂二硫代苯甲酸异丁腈酯(CPDB);通过控制加料次序,利用RAFT聚合法依次合成聚丙烯腈PAN、二嵌段聚合物P(AN-b-EA)、嵌段型中性键合剂P(AN-b-EA-b-HEA)。用高效液相色谱(HPLC)、红外光谱(IR)、元素分析、核磁氢谱(1 HNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热法(DSC)对所合成物质进行了分析和结构表征。结果表明:所合成的PAN分子量4160-9120,分子量可控,玻璃化温度为41.86-44.12℃;P(AN-b-EA)分子量为10140,玻璃化温度为42.25℃;P(AN-b-EA-bHEA)分子量为10960,玻璃化温度为41.46℃。     

聚-5-乙烯四唑的合成与性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,通过侧腈基与叠氮化钠(NaN3)和氯化铵(NH4Cl)反应生成四唑环的方法,合成了聚-5-乙烯四唑(PVT)。利用核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、元素分析对PVT进行了结构表征,并通过X射线衍射(XRD)图谱、DSC-TG和感度测试等方法对其进行了性能研究。结果表明,PVT的热分解有两个显著的过程:四唑环的热分解(Td=239,274℃)和残余高分子的热分解(Td=369.9℃)。用1.0 mol.L-1的NaOH溶液滴定得到PVT(含水)酸值为8.50 mmol.g-1,计算可知PVT的四唑含量可达96.92 mol%。     

1,1′-二羟基-5,5′-联四唑一草酰二肼盐的晶体结构及性能研究

通过草酰二肼与1,1′-二羟基-5,5′-联四唑(BTO)溶液的质子化反应制备了1,1′-二羟基-5,5′联四唑的一草酰二肼盐(BTOOH),产率达到92%;培养了BTOOH的单晶,用X射线单晶衍射和TG-DSC分别研究了BTOOH的晶体结构和热稳定性,并测试了其摩擦感度、撞击感度和静电感度。结果表明,BTOOH晶体属于单斜晶系,分子中含两分子配位水;其失水温度为123℃,放热分解峰温为245.49℃,显示了良好的热稳定性;BTOOH对撞击、摩擦和静电火花不敏感,感度均低于RDX。BTOOH制备工艺简单,可用于降温剂研究,具有较好的应用前景。     

紫外光激活自修复聚合物的合成与性能研究

在石油醚和NaOH溶液两相体系中,以二硫化碳、丙酮、氯仿为原料,季铵盐为相转移催化剂,合成出s,s′-二(a,a′-甲基-a′′-乙酸)三硫代碳酸酯(TTC1)。以偶氮二甲酸二乙酯、三苯基膦为催化剂,TTC1与甲基丙烯酸羟乙酯酯化反应合成TTC2。TTC2与丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯分别进行活性自由基聚合后得到三硫代碳酸酯类聚合物材料PBA-L和PEA-L。同时以1,6-己二醇二丙烯酸酯为交联剂分别对丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯进行了自由基聚合,得到聚丙烯酸丁酯(PBA)和聚丙烯酸乙酯(PEA)。用红外、紫外、核磁、元素分析、高效液相色谱、DSC等对TTC1、TTC2、PBA-L、PEA-L进行了表征。结果表明,普通自由基聚合的材料PBA、PEA无自修复功能,而通过活性自由基聚合的材料PBA-L、PEA-L具备多次自修复功能。