新型硝基胍发射药研究

研究了一种含1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(简称DIANP)的硝基胍发射药,与M30硝基胍发射药火药力相近,烧蚀量仅为M30发射药的85%左右,力学性能有较大幅度的提高.     

硝基胍火药的热安定性研究

介绍单、双基药和硝基胍火药在９５℃加热至棕烟（自燃）对比试验中的耐热情况及对加热后老化试样分解气体的测定结果。     

连续式提取法在硝基胍发射药成分分析中的应用研究

介绍连续式提取方法及该法用于硝基胍发射药中硝化甘油、中定剂及硝基胍等组分的提取分析研究。     

硝基胍对硝胺发射药点火性能影响的实验研究

采用差示扫描量热仪（ Ｄ Ｓ Ｃ）和点火燃烧模拟装置,研究了硝基胍（ Ｎ Ｇｕ）对 Ｎ Ｃ Ｎ Ｇ Ｒ Ｄ Ｘ 系列发射药点火性能的影响。实验证明： Ｎ Ｇｕ 可以改善 Ｎ Ｃ Ｎ Ｇ Ｒ Ｄ Ｘ 类硝胺火药的点火性能,且当 Ｎ Ｇｕ 与 Ｒ Ｄ Ｘ 之比大于１ 时效果才更显著。     

KH550改善硝基胍发射药低温力学性能研究

为了改善硝基胍发射药的低温力学性能和燃烧稳定性,使用硅烷偶联剂(KH550)对硝基胍进行表面包覆处理,制备了KH550改性后的硝基胍发射药。采用扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了硝基胍被KH550包覆后的物理化学性质。采用简支梁抗冲击试验机、万能材料试验机及密闭爆发器试验测试了改性前后硝基胍发射药的常温与低温力学性能及燃烧性能。结果表明,KH550可以通过化学作用包覆在硝基胍表面,且在发射药的黏结体系中未出现团聚现象;包覆后的硝基胍热分解性能稳定,KH550的加入对硝基胍发射药的热分解性能影响不大;与原硝基胍发射药相比,改性硝基胍发射药在低温(-40℃)环境下的抗冲击强度、抗压缩强度和抗拉伸强度分别提高了34.22%、3.71%和11.5%。且改性硝基胍发射药低温(-40℃)的燃烧相对陡度降低,燃烧更加稳定。     

硝基胍七孔发射药挤压成型过程的数值模拟

为了获得不同挤压成型工艺条件对硝基胍七孔发射药成型质量的影响,首先用毛细管流变仪测得不同条件下塑化后的硝基胍发射药药料的流变参数,再用POLYFLOW软件模拟了发射药药料在七孔成型模具中的挤出过程。分析了溶剂比、挤出温度、体积流量对模具内的压力分布、模具出口截面处的速度分布及挤出发射药尺寸的影响,得到制备硝基胍七孔发射药的最佳成型工艺条件为:发射药药料与醇酮溶剂的比值0.22~0.24,挤出温度25~35℃,入口体积流量(0.58~1.0)×10-7 m3/s。     

用95℃减量试验法检测硝基胍火药的热安定性

通过95℃减量试验，证实含硝基胍的三基药（本文简称三胍药）热安定性优于国产单、双基药。文中还介绍了减量试验瓶通气口大小对95℃减量－时间曲线斜率影响的问题。     

叠氮硝胺对硝基胍发射药热行为的影响

用叠氮硝胺(DIANP)替换硝基胍(NQ)发射药中部分(质量分数6%)硝化甘油(NG)制备了一种含叠氮硝胺的硝基胍发射药。通过高压差示扫描量热法、爆发点试验、甲基紫试验、真空安定性试验和热加速老化试验研究了DIANP对NQ发射药热行为的影响,用Kissinger方程和Ozawa方程计算了发射药样品分解反应的表观活化能(Ea)。结果表明,少量DIANP使NQ发射药的热安定性稍有改善;Kissinger方程和Ozawa方程计算NQ发射药的Ea值分别为327和318kJ/mol,含DIANP的NQ发射药的Ea值分别为196和194kJ/mol,两者的等动力学点(Tik)为172.9℃,表明DIANP能够降低NQ发射药高温下的分解反应速率,即DIANP在一定程度上可以调节NQ发射药的燃速。根据温度系数法预估的含DIANP的NQ发射药和NQ发射药在30℃下的安全贮存寿命分别不少于31年和23年,表明加入少量DIANP可延长NQ发射药的安全贮存寿命。     

适用于三胍发射药安定性的检测方法

介绍单、双基药化学安定性检测中常用的一些试验方法，如１２０℃压力试验，１２０℃甲基紫试纸试验，中定剂含量测定试验及气相色谱法测定试验等十种试验方法在三胍药化学安定性检测中的适用性。     

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。     

梯度硝基发射药吸湿性研究

梯度硝基发射药作为一种新型能量释放渐增性发射药,其表面的硝酸酯基被还原为羟基。由于梯度硝基发射药表面羟基含量增加,在长期贮存过程中,环境湿度会对梯度硝基发射药燃烧性能产生影响。为了研究梯度硝基发射药的吸湿性,针对单孔药、七孔药和球扁药三种不同药型的梯度硝基发射药,采用平衡干燥器法研究了不同脱硝工艺梯度硝基发射药的吸湿性,探索了吸湿性对三种不同药型梯度硝基发射药燃烧性能的影响。结果表明,随着脱硝试剂浓度和反应温度的增大,梯度硝基单孔药的吸湿率增加。在环境湿度为90.26%,梯度硝基单孔药、梯度硝基七孔药和梯度硝基球扁药的吸湿率分别为2.52%、2.71%和1.56%。吸湿前后三种梯度硝基发射药燃烧性能测试表明,吸湿后三种梯度硝基发射药的最大燃烧压力较吸湿前均有所降低,但吸湿后的梯度硝基发射药仍然具有能量释放的高渐增性。     

硝基胍结晶热力学

测定了在不同温度下,硝基胍在不同浓度硝酸中的溶解度。用不同的溶解度模型回归了溶解度数据,建立硝基胍在硝酸溶液中的溶解度方程和模型参数方程,并对硝基胍在不同浓度的硝酸溶液的溶解度进行预测。数据为结晶工艺的开发提供理论依据。     

六硝基芪对硝胺发射药燃烧性能的影响

加入２,２′,４,４′,６,６′－六硝基均二苯基乙烯（ＨＮＳ,六硝基芪）会使硝胺发射药ＲＨＤ６在不同初温下的ｐ－ｔ曲线彼此靠近,燃速温度系数降低。中止实验表明,ＲＨＤ６燃面对燃气生成速率具有补偿作用。ＨＮＳ使ＲＨＤ６中ＮＮＣ２主放热峰的活化能降低。     

微通道中硝基胍的连续流合成工艺研究

以硫酸胍和硝硫混酸为原料,在微通道中进行管式流动硝化反应,形成了硝基胍的连续流合成工艺。研究了混酸浓度、反应温度、停留时间、物料摩尔比等工艺参数对合成反应的影响。获得的优化工艺参数为：90%HNO3:98%H2SO4=2:1(v/v),反应物与硝酸摩尔配比为1:1.2,反应温度为60 ℃,停留时间为30 s,此时硫酸胍的转化率为87.9%,硝基胍收率为86.1 %。与传统间歇釜式合成工艺相比,连续流工艺实现了硝基胍合成反应的稳定进行,消除了过程反应热的积累和温度波动,解决了硝基胍的合成安全性问题,缩短了反应时间,提高了产率,减少了废酸排放量。     

N-甲基-N''-硝基-N-亚硝基胍的制备研究

以硝基胍为原料，经碱溶液中甲基化和酸溶液中亚硝化两步反应合成了N－甲基－N‘-硝基－N－亚硝基胍，同时还研究了反应时间，反应温度和反应物摩尔比对产品收率的影响。     

微通道中硝基胍的连续流合成

以硫酸胍和硝硫混酸为原料,在微通道中进行管式流动硝化反应。考察了混酸浓度、反应温度、停留时间、物料比对反应的影响。获得的优化工艺参数为:V(质量分数80%HNO_3)∶V(质量分数98%H_2SO_4)=2∶1,n(硫酸胍)∶n(硝酸)=1∶1.2,反应温度为60℃,停留时间为30 s,此时硫酸胍的转化率为87.9%,硝基胍收率为86.1%。与传统间歇釜式合成工艺相比,连续流工艺实现了硝基胍合成反应的稳定进行,消除了过程反应热的积累和温度波动,缩短反应时间。     

硝基胍结晶过程介稳区宽度研究

为了测试硝基胍在硝酸溶液中的介稳区宽度,采用重结晶仪测试溶液的浊度和温度,经计算得到溶解度,分析了硝酸含量、降温速率、饱和温度和搅拌速率对介稳区宽度的影响。结果表明,在硝基胍结晶过程中,介稳区宽度随降温速率的增加和硝酸含量的升高而变宽;随搅拌速率的增加,介稳区宽度变窄;不同饱和温度下,温度越高,介稳区宽度越窄。在实际操作过程中,硝酸质量分数为45%,搅拌速率为150r/min,饱和温度为0℃,降温速率为0.8℃/min时,结晶较宜。用经典成核理论推导了介稳区宽度的模型方程,结果与实验值符合较好,成核级数为0.56。     

硝酸法合成硝基胍反应动力学研究

采用硝酸法合成硝基胍,考察了不同反应温度、反应时间下的各反应组分物质的量。通过Chem CAD动态反应模拟及速率回归计算程序对实验数据进行回归计算,得到硝基胍合成反应的主副反应级数分别为1.889 4和1.851 5,主副反应活化能分别为16 001.300 7 J/mol和18 312.244 3 J/mol,主副反应频率因子分别为2.223 1 s-1和0.034 6 s-1,并通过线性化处理建立了硝基胍反应动力学模型。利用动态模拟计算对反应动力学模型进行验证,证明得到的反应动力学模型能准确描述硝基胍硝化反应过程,模拟计算结果与实验结果的相对误差不超过0.8%。通过反应动力学模型得出温度适当降低、硝酸胍初始浓度升高同时减小浓硝酸浓度会有利于反应选择性的提高。