RDX和HMX的热分解II.动力学参数和动力学补偿效应

用DSC、DTA和TG-DTG技术测定了RDX和HMX热分解的动力学参数。RDX和HMX在不同的分解阶段有不同的动力学参数和机理函数,其分解过程和动力学参数受试验条件、样品状态和试验方法的影响很大,但这些参数之间存在"动力学补偿效应"和"等动力学点"。     

用微量热法研究RDX和HMX的稀释/结晶动力学

导出了描述结晶生长过程的3个热动力学方程和这些动力学方程的参数与常数间的2个关系式。用Calvet微热量计测定了RDX和HMX从二甲基亚砜、环已酮和硝酸中的稀释／结晶总放热量和产热速率。用导出的方程和关系式处理了RDX和HMX的放热稀释／结晶生长过程的动力学数据。结果表明,RDX和HMX的放热稀释／结晶过程服从Burton—Cabrera—Frank位错理论。     

RDX和HMX的热分解I.热分析特征量

用PDSC和TG-DTG研究了RDX和HMX的热分解,探讨了各种试验条件,包括试样量、升温速率和动静态高压等的影响。在分解过程中相态变化引起反应的加速是HMX的分解较RDX剧烈的主要原因,HMX的自加热和自催化也因此变得较RDX更显著。     

RDX基含铝炸药的热爆发活化能及动力学补偿效应

采用5s爆发点试验获得了12种RDX和铝粉含量不同的RDX基含铝炸药的热爆发动力学参数(lnA和Eb).结果表明,随着RDX含量的增加,Eb先下降后升高,发现该炸药体系的热爆发动力学参数lnA和Eb之间存在补偿效应.根据热爆发温度Tb与RDX和铝粉含量的关系以及动力学补偿效应,从理论上导出了热爆发活化能Eb与RDX和铝...     

TNT在HMX和RDX中的非等温结晶动力学

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了TNT在HMX和RDX两种不同介质中的非等温结晶行为.结果表明,在HMX和RDX中加入少量HNS后都能降低TNT的过冷度,消除结晶过程的自加热.利用Avrami方程得到TNT在不同介质中的结晶动力学的指数n分别为2.76和2.86.通过Avrami-Ozawa方程获得了两种体系结晶过程的Ozawa指数m以及反映结晶速率快慢的温度函数F(T).同时,用Ozawa方程和Kissinger方程计算了结晶的活化能Ea和指前因子lnA,并与获得的结果进行了比较.     

热红联用研究AP与RDX和HMX混合体系的热分解

用DSC-TG-FTIR(热红)联用研究了RDX/AP,HMX/AP,RDX/HMX和RDX/HMX/AP混合体系的热分解,测定和比较了它们的热分析特征量和分解气相产物.结果表明,AP与RDX和HMX之间存在强烈的相互作用,尤其是与后者的作用更强烈.在AP(不含碳)分解的温度区间,混合体系的分解也出现CO、CO2和CH2O等碳氧化物,说明体系中RDX和HMX分解的部分产物或残渣与AP同时分解.     

热红联用研究AP与RDX和HMX混合体系的热分解

用DSC—TG—FTIR（热红）联用研究了RDX／AP，HMx／AP，RDx／HMx和RDX／HMX／AP混合体系的热分解，测定和比较了它们的热分析特征量和分解气相产物。结果表明，AP与RDX和HMX之间存在强烈的相互作用，尤其是与后者的作用更强烈。在AP（不含碳）分解的温度区间，混合体系的分解也出现CO、CO2和CH2O等碳氧化物，说明体系中RDX和HMX分解的部分产物或残渣与AP同时分解。     

RDX和HMX的热分解Ⅲ.分解机理

简述RDX和HMX热分解的各种机理,其热分解的初始过程是N—N和C—N键断裂的竞争反应,试验条件和样品相态等因素影响竞争过程。用DSC—FTIR联用技术和热裂解原位池／FTIR分析了主要分解气相产物和凝聚相中主要官能团的变化。结果表明,RDX和HMX热分解的主要分解气相产物为N2O,CH2O,CO,CO2,H2O和HCN。RDX的分解气相产物CH2O和H2O红外吸收率的温度关系曲线都产生双峰,RDX基团-NNO2的吸收带1589cm^-1和1278cm^-1有两个不同速率的变化过程。用N—N键和C—N键竞争断裂的观点解释了RDX与HMX热分析和产物分析的结果。     

由差热分析计算N级反应的动力学参数

从单一DTA曲线的特征温度,计算得到化学反应的三个动力学参数(反应级数、活化能和指前因子),本方法较yang和Steinberg方法简单。Mg(OH)_2和NaHCO_3的吸热分解、CaC_2O_4·H_2O的脱水吸热反应、CaC_2O_4、KMnO_4、RDX、PETN、HMX和Tetryl的放热分解的计算结果与文献值有较好的符合。     

由差热分析计算N级反应的动力学参数

从单一DTA曲线的特征温度,计算得到化学反应的三个动力学参数(反应级数、活化能和指前因子),本方法较Yang和Steinberg方法简单。Mg(OH)_2和NaHCO_3的吸热分解、CaC_2O_4·H_2O的脱水吸热反应、CaC_2O_4、KMnO_4、RDX、PETN、HMX和Tetryl的放热分解的计算结果与文献值有较好的符合。从DTA测定动力学参数比等温实验测定具有明显的优越性,因此愈来愈引起人们的注意和兴趣。自五十年代Murray和Whire最早提出DTA的动力学分析以来,出现了许多计     

RDX基可燃材料的热力学性能,非等温反应动力学及安全性研究

用TG和DSC研究了RDX基微孔可燃材料的热行为,用非等温DSC研究了其放热反应动力学,用Kissinger和Ozawa方法计算了可燃材料的动力学参数;基于Kissinger方法,研究了组分间的相容性;采用耐热和吸湿试验进行了微孔可燃材料的耐热性和吸湿性评价.结果表明,可燃材料的分解被看作是两步反应:第一阶段是吸热熔融反应,无质量损失,第二阶段是放热反应,有质量损失;用Kissinger和Ozawa方法得到的活化能相近,可燃材料的活化能均低于纯RDX的分解活化能;黏结剂PMMA、CA与固体填料RDX相容性好,相容性等级为1级;热爆炸临界温度与RDX相近.新型微孔可燃材料的其他性能优于传统可燃材料.     

纳米铝粉对硝胺炸药热分解催化性能的影响

采用直流电弧等离子体蒸发法制备了高纯度的纳米铝粉,并用比表面积分析仪和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征.将纳米铝粉与硝胺炸药HMX和RDX用研磨混合法制成混合粒子,用DSC对单质HMX和RDX炸药以及纳米铝粉/硝胺炸药混合物进行催化特性测试,并对样品的热分解动力学和热力学参数进行了计算和对比.结果表明,加入纳米铝粉后,HMX和RDX在不同升温速率(2、5、10、20 K/min)下的放热峰峰温降低,活化能分别降低15和16 kJ/mol,热力学参数都有明显变化.纳米铝粉对HMX和RDX有明显的热分解催化作用.     

含RDX高能硝胺发射药的热分解动力学补偿效应

为了解高能硝胺发射药的热分解特性和动力学补偿效应,用高压DSC测试了含5组16种发射药的热分解行为,通过Kissinger方程获得了双基药和含RDX高能硝胺发射药的热活化能(Ea)和指前因子(A),讨论了其动力学参数的补偿效应。结果表明,含RDX高能硝胺发射药配方中的NC/NG和RDX的热分解反应动力学参数间存在动力学补偿效应,说明NC/NG和RDX的热分解反应分别有各自不同的反应过程或者由各自不同的速度决定步骤,不受配方中其他组分的影响。     

含硝胺和铝粉的少烟改性双基推进剂表面和界面性能

研究了不同含氮量的硝化棉(NC)和不同粒度填料(Al、RDX和HMX)的表面性能,NC与填料之间的界面性能,以及表面和界面性能对含硝胺和铝粉的少烟改性双基推进剂力学性能的影响.结果表明,随着RDX、HMX以及A1粉粒度的减小,其表面张力逐渐增大,RDX、HMX与NC之间的界面张力随着RDX和HMX粒度或硝化棉含氮量的减...     

水泥生料分解动力学的研究

应用高精度热重仪对水泥生料及其石灰石在氮气气氛、不同升温速率下的分解动力学进行了研究，采用普适积分法、微分方程法以及多重速率扫描Kissinger法相结合的方式确定分解机理，求解动力学参数。研究结果表明：水泥生料及其石灰石分解符合相边界反应的收缩圆柱体反应机理，并且还发现活化能E和指前因子A随试验条件的改变呈规律性的变化。     

N,N’-二四唑胺过渡金属配合物M（BTA）（H_2O）_n对RDX和HMX热分解行为的影响

利用DSC技术研究了5种N,N’-二四唑胺过渡金属配合物MBTA（H2O）n（M=Mn、Co,n=4;M=Ni,n=3;M=Zn,n=3.5;M=Pb,n=2;BTA2-=N,N’-二四唑离子）对RDX和HMX热分解行为的影响,从分解峰温、热爆炸临界温度等特征参数评价了配合物对RDX和HMX热分解行为的影响效果。     

N,N’-二四唑胺过渡金属配合物M（BTA）（H2O）n对RDX和HMX热分解行为的影响

利用DSC技术研究了5种N,N’-二四唑胺过渡金属配合物MBTA(H2O)n(M=Mn、Co,n=4;M=Ni,n=3;M=Zn,n=3.5;M=Pb,n=2;BTA2-=N,N’-二四唑离子)对RDX和HMX热分解行为的影响,从分解峰温、热爆炸临界温度等特征参数评价了配合物对RDX和HMX热分解行为的影响效果。     

超(近)临界水氧化法降解炸药废水的工艺优化与动力学研究

炸药工业排放废水中含TNT、RDX、HMX等多种剧毒物质,一般难以生物降解甚至不可生物降解,处理非常困难.并且炸药废水的COD很大,对水体污染严重.文中采用超(近)临界水氧化技术,对TNT, RDX和HMX模拟炸药废水进行正交实验及反应动力学研究,在降解TNT, RDX和HMX同时降低废水的COD值.得到最佳氧化降解工艺条件为:反应温度648 K,反应时间5 min,模拟炸药废水:氧化剂(H_2O_2) (体积比)= 10:1,处理后废水的COD=38 mg·L~(-1),COD降解率为98.65%.动力学研究结果表明,在573 K、603 K、623 K、653 K时的表观速度常数k分别为:0.01030、0.02069、0.03709和0.04699.TNT、RDX、HMX氧化反应的活化能、指前因子和平均反应级数分别为:61.31 kJ·mol~(-1),4251,1.56.     

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。     

RDX热分解的TG-DSC-QMS-FTIR同步动力学

采用TG-DSC-QMS-FTIR同步动力学技术对RDX的热分解过程进行了研究,结果表明,RDX在熔融之后发生分解,可以确定RDX的产物有C、H2O、CH2O、N2O、CO、CO2、NO2,可能有CH4和NH3,而几乎没有NO.采用多元非线性拟合技术进行动力学参数计算,结果表明,RDX的分解过程大致可以分为3个连续步骤,第1步反应的活化能为235 kJ/mol,指前因子log(A/s-1)为22,反应级数为0.6,主要气体产物为CO2、NO2和CH2O;第2步反应的活化能为110 kJ/mol,指前因子log(A/s-1)为1.5,反应级数为1.7,主要的气体产物是N2O、H2O、CH4、NH3、C2O+/C3H+4、CN+/C2H+3、CHO+/C2H+;第3步反应的活化能为223 kJ/mol,指前因子log(A/s-1)为20.9,反应级数为4,主要的产物是C和CO.