含高氮化合物的高燃速CMDB推进剂的能量特性

利用能量计算程序计算了含高氮化合物3,6–双(1–氢–1,2,3,4–四唑–5–氨基)–1,2,4,5–四嗪(BTATz)的复合改性双基(CMDB)推进剂的能量特性,并研究了用3种含能添加剂高氯酸铵(AP)、六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)、黑索今(RDX)和2种增塑剂1,5–二叠氮基–3–硝基–3–氮杂戊烷(DIANP)及二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)分别部分取代BTATz和硝化甘油(NG)后,对含BTATz的CMDB推进剂能量特性的影响规律。结果表明:无论推进剂中是否含铝粉,用BTATz取代CMDB推进剂中的硝化棉(NC)和NG后,将不同程度地降低原推进剂的各能量特性参数;用AP和HNIW部分取代BTATz后,可使BTATz–CMDB推进剂的理论比冲明显提高;用DIANP或TEGDN部分取代推进剂中的NG,各能量特性参数均随其含量增加而减小。     

含能添加剂对含NNHT的CMDB推进剂能量特性影响

利用能量计算程序计算了含高氮化合物2–硝亚胺基–5–硝基–六氢化–1,3,5–三嗪(NNHT)的复合改性双基(CMDB)推进剂(NNHT–CMDB推进剂)的能量特性,并研究了分别用含能添加剂黑索今(RDX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)和铝粉部分取代NNHT–CMDB推进剂中的NNHT对推进剂能量特性的影响规律。结果表明:无论推进剂中是否含铝粉,NNHT含量增加,将不同程度地降低原CMDB推进剂的各能量特性参量;与RDX相比,HNIW与NNHT搭配使用效果更佳,原NNHT–CMDB推进剂的标准理论比冲提高十分明显;当m(NNHT)∶m(HNIW)=18∶20时,推进剂的标准理论比冲高于含质量分数26%RDX的RDX–CMDB推进剂;当NNHT与HNIW质量比值不变时,含铝推进剂的各能量特性参量明显高于无铝推进剂;添加HNIW后,10 MPa时,NNHT–CMDB推进剂的标准理论比冲分别可达到253.4 s(无铝)和261.9 s(含铝质量分数5%)。     

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。     

PAN–b–PHEA和PAN–b–P(HEA–g–AEFC)与复合固体推进剂组分的表界面性能

采用动态接触角表面张力仪,研究了PAN–b–PHEA(PAN为聚丙烯腈,HEA为2–羟乙基丙烯酸酯)和PAN–b–P(HEA–g–AEFC)(AEFC为二茂铁甲酸(2–丙烯酰氧乙基)酯)键合剂与不同固体填料(黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、高氯酸铵(AP)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL–20)、Al粉)以及黏合剂体系(端羟基聚丁二烯(HTPB)、星型叠氮缩水甘油醚(S–GAP))间的表界面性能。结果表明:PAN–b–P(HEA–g–AEFC)与配方组分间的黏附功关系为CL–20>HTPB>HMX>RDX>Al粉>S–GAP>AP;PAN–b–PHEA与配方组分间的黏附功关系为CL–20>HTPB>HMX>RDX>Al粉>S–GAP>AP。     

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。     

高能单元推进剂TKX–50能量特性计算研究

在比较高能量密度化合物奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL–20)和1,1′–二羟基–5,5′–联四唑二羟胺盐(TKX–50)性质的基础上,采用最小自由能法,计算不同压强下3种化合物作为单元推进剂的性能。在标准条件(pc:p a=70︰1)下计算了分别以CL–20和TKX–50替代HMX后所得推进剂配方CL–20–CMDB和TKX–50–CMDB的性能。结果表明,TKX–50具有较高的爆轰性能,在1～10 MPa下TKX–50具有较低的燃温、较高的特征速度和高于HMX的比冲,其燃烧产物平均相对分子质量较低;用于复合改性双基推进剂配方中,不仅提高了比冲,而且有效降低了火箭发动机排气羽流中的二次烟。     

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.     

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.     

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。     

1,1–二氨基–2,2–二硝基乙烯的合成研究进展

1,1–二氨基–2,2–二硝基乙烯（FOX–7）作为含能材料中典型的炸药,因具有高能钝感的特性,其合成方法受到广泛的关注。主要介绍了国内外近年来合成FOX–7的3条反应路线及改进方法,通过对各种合成方法的比较,认为采用2–甲基–4,6–二羟基嘧啶为原料改进的2–甲基–4,6–嘧啶二酮法具有应用潜力,并对FOX–7的应用前景进行了展望。     

钾盐消焰剂对改性双基推进剂羽流电子密度影响研究

系统分析了钾盐消焰剂(KNO_3、K_3AlF_6和有机钾盐KD)对具有不同固体填料、含能添加剂、氧系数、催化剂及Al粉含量的CMDB推进剂羽流电子密度的影响规律。结果表明:钾盐消焰剂对羽流电子密度影响最大,其数值比基础配方高4个数量级以上,含DNTF(3,4–二(硝基呋咱基)氧化呋咱)、CL–20(六硝基六氮杂异伍兹烷)、Al粉的羽流电子密度比基础配方高1~2个数量级;KNO_3使配方体系羽流电子密度增大,而KD和K_3AlF_6使羽流电子密度减小。     

CL–20/RDX混合体系的热分解

用差示扫描量热法(DSC)研究了六硝基六氮杂异伍兹烷(HINW,CL–20)、黑索今(RDX)及CL–20/RDX混合体系的热分解行为,分别用Kissinger法和Ozawa法计算了热分解动力学参数。结果表明:RDX的存在,降低了CL–20的分解峰温;2种动力学计算结果相近,均显示出RDX的存在降低了CL–20表观活化能。     

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。     

N'-甲基-N,N-二苯脲的合成与性能

以二苯胺为原料,二甲氨基吡啶为催化剂,与固体光气经过缩合反应得到二苯基氨基甲酰氯,再与甲胺反应,合成安定剂N'-甲基-N,N-二苯脲(AK-Ⅱ)。通过红外分析、核磁共振、元素分析等手段鉴定了其结构。讨论了反应介质、时间、催化剂对一次缩合收率的影响,反应介质乙醚,时间4 h,催化剂二甲氨基吡啶,收率95%。并用真空安定性法测试了AK-Ⅱ与推进剂主要组分的相容性。结果表明,AK-Ⅱ与吸收药(NC+NG)、硝基胍(NQ)、黑索今(RDX)、铝粉(Al)、高氯酸铵(AP)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、奥克托今(HMX)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、三醋精(TA)、含能粘合剂(BAMO-THF)、固化剂(N-100)的相容性良好。     

N'-甲基-N,N-二苯脲的合成与性能

以二苯胺为原料,二甲氨基吡啶为催化剂,与固体光气经过缩合反应得到二苯基氨基甲酰氯,再与甲胺反应,合成安定剂N'-甲基-N,N-二苯脲(AK-Ⅱ)。通过红外分析、核磁共振、元素分析等手段鉴定了其结构。讨论了反应介质、时间、催化剂对一次缩合收率的影响,反应介质乙醚,时间4 h,催化剂二甲氨基吡啶,收率95%。并用真空安定性法测试了AK-Ⅱ与推进剂主要组分的相容性。结果表明,AK-Ⅱ与吸收药(NC+NG)、硝基胍(NQ)、黑索今(RDX)、铝粉(Al)、高氯酸铵(AP)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、奥克托今(HMX)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、三醋精(TA)、含能粘合剂(BAMO-THF)、固化剂(N-100)的相容性良好。     

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。     

DINA对含CL-20的复合改性双基推进剂性能影响

针对含六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的复合改性双基(CMDB)推进剂压强指数和摩擦感度较高的问题,采用对硝化棉(NC)增塑能力较强的吉纳(二乙醇硝胺二硝酸酯,DINA)作为辅助增塑剂,研究DINA对含CL-20的CMDB推进剂力学性能、燃烧性能和安全性能等的影响。结果表明,相较于使用3,4–二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)配方,添加DINA的含CL-20的CMDB推进剂延伸率和抗拉强度分别提高了14.8%和1.6%,β转变温度下降1.27℃,在中高压区(10~20MPa)的压强指数下降至0.28,摩擦感度和撞击感度也得到不同程度下降。     

FOX–7高安全性合成研究

研究了一种高安全性合成1,1–二氨基–2,2–二硝基乙烯(FOX–7)的方法,以盐酸乙脒与乙二酸二乙酯为原料,经环化反应合成了2–甲氧基–2–甲基–4,5–咪唑烷二酮,再用硝硫混酸硝化得到2–(二硝基亚甲基)–4,5–咪唑烷二酮,水解反应得到了FOX–7,总收率为56.7%。考察了硝化剂、反应温度、反应时间等因素对硝化反应收率的影响,确定了最佳硝化反应条件:以硝硫混酸(体积比1:2)为硝化剂,反应温度为15~20℃,反应时间为1 h,硝化收率可达62.8%。     

DNTF及其低共熔物对PBX可压性的影响

研究了二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）、TNT、三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）及其DNTF—TNT和DNTFTNAZ低共熔物作为添加剂,对压装PBX炸药可压性的影响。结果表明,低熔点单质炸药及其低共熔物混合物添加剂能够提高PBX的可压性;在DNTF、TNT、TNAZ3种炸药中,熔点越低,作为添加剂对PBX的可压性提高得越多;低共熔物混合物添加剂对PBX可压性的影响不仅与其熔点有关,而且与构成低共熔物混合物炸药的品种有关,其中DNTF与TNAZ形成的低共熔混合物比DNTF与TNT形成的低共熔混合物能够更好地改善PBX的压制成型性;作为增塑添加剂,适宜的质量分数为2％～3％。     

南京理工大学合成并表征了一种新的高能钝感炸药共晶

正高能炸药经常面临高能量与低感度之间的矛盾,急需找到一种新型不敏感的高能炸药。近来,南京理工大学用一种简单的方法制备了一种由能量最高的炸药六硝基六氮杂异伍兹烷(CL–20)与军用炸药1,3,5–三硝基–1,3,5–三氮杂环己烷(RDX)形成的炸药共晶。扫描电子显微镜(SEM)揭示了其形状为棒状,与形成共晶的