偶氮四唑二胍的合成与性能

以5-氨基四唑(5-AT)为原料,经氧化和离子置换反应合成了富氮含能化合物偶氮四唑二胍(GZT),用红外光谱、核磁共振、元素分析、高效液相色谱、质谱和扫描电镜对目标化合物进行表征。采用DSC考察了目标化合物的热性能,并测试了其机械感度,通过实验得到最佳的合成工艺为:氢氧化钾的浓度为1.5mol/L,5-氨基四唑、高锰酸钾与硝酸胍的摩尔比为1.0∶1.0∶1.1,氧化反应温度为60℃,氧化反应时间60min,置换反应的温度为80℃,在最佳合成条件下产率为97.2%,纯度为99%,产物为黄色针状晶体,尺寸均一。产物的分解峰温为256.6℃,摩擦感度和撞击感度分别为4%和16%,表明该富氮含能化合物的分解温度高,机械感度低,在生产和运输过程中具有较高的安全性。     

DADFAH的合成及其降感研究

以1,7–二氯–4–庚酮为起始原料,通过氟化、二氟氨基化、叠氮化反应合成了1,7–二叠氮基–4,4–双(二氟氨基)庚烷(DADFAH)增塑剂,确定了较佳的合成条件。利用红外光谱、核磁共振、气相色谱、元素分析对合成产物进行了表征,确定其为目标产物,纯度(w(DADFAH))高于98.5%。利用TG–DTA(热重–差热分析法)、DSC(差示扫描量热法)对目标产物的热性能进行了分析,结果表明:DADFAH起始分解温度为195.2℃,玻璃化温度为–111.2℃,满足作为推进剂增塑剂的使用要求。采用GJB 772A—1997中规定的方法测试DADFAH的撞击感度H50为5.9 cm(5 kg落锤)、摩擦感度为100%(摆角90°,压力3.92 MPa),表明DADFAH是一种较为敏感的含能增塑剂。采用复合降感剂将其H50改善到30.0 cm以上,将摩擦感度降低至10%以下,保证了DADFAH的安全使用。     

5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑胍盐的合成及性能研究

以丙二腈为原料,高收率合成了5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑(1)的胍盐(2)、二氨基胍(3)以及联胍盐(4).采用红外光谱、核磁共振、元素分析、热分析等对其结构进行了表征;培养了2和3的单晶,并采用X射线单晶衍射测试了其晶体结构;通过落锤法和摩擦感度仪测试了3种胍盐的撞击感度和摩擦感度;采用DSC研究了3种胍盐的热分解过程.结果表明,3种胍盐的撞击感度均大于24J,摩擦感度均大于360N,分解点介于266~277℃,显示出良好的热稳定性.     

RDX粒度对机械感度的影响

系统研究了RDX粒度对撞击感度和摩擦感度的影响．实验测试的RDX平均粒径为1．5～124μm,并在此粒度范围内分为5个粒度等级。其中撞击感度用特性落高法表示,摩擦感度用特性正压力表示。结果表明：炸药的撞击感度、摩擦感度均随粒度的减小而降低。从理论上分析了炸药粒度变化对机械感度影响的机理。     

粒径和晶形对ε-HNIW感度的影响

采用溶剂-反溶剂重结晶工艺制备出3种不同粒径和晶形的ε-型HNIW,用激光粒度仪和偏光显微镜-扫描电镜(SEM)对样品的粒度和形貌进行表征,并测试了撞击、摩擦感度和热分解性能。结果表明,随着粒径的减小,HNIW的撞击感度显著降低,热稳定性缓慢降低,但摩擦感度增加;粒度分布越宽,撞击感度与大颗粒感度值相当,摩擦感度与细颗粒感度值相当;粒径分布窄时,颗粒晶形越规整,撞击和摩擦感度越低,热稳定性越好。影响HNIW撞击、摩擦和热分解的主要因素依次是粒径、粒度分布和晶形。     

聚氨基三硝基苯撑的合成

以聚三硝基苯撑(PNP)为原料．合成了聚氨基三硝基苯撑(PATNP)。利用FTIR,DTA对其结构和性能进行了分析。PATNP的热稳定性要好于PNP。撞击感度比PNP低。是一种很有发展前景的热稳定性炸药。     

超细RDX/Al混合炸药的制备及性能

以超细RDX为主体炸药,通过添加Al粉,干法工艺制备出超细RDX/Al混合炸药;对制得的样品进行了撞击感度、摩擦感度测试。实验结果表明,相对超细RDX,超细RDX/Al混合炸药的撞击感度和摩擦感度有一定程度的降低。     

溶胶-凝胶法制备RDX/AlOOH

以氯化铝为前驱物,N,N-二甲基甲酰胺为AlCl3.6H2O和RDX的溶剂,1,2-环氧丙烷为胶凝剂,常温常压下,采用溶胶-凝胶法制备RDX/AlOOH复合炸药,产物用超临界流体干燥后得固体粉末。用扫描电镜和DSC研究了复合炸药的形貌分析和热分解特性。测试了复合炸药的撞击感度、摩擦感度。结果表明,溶胶-凝胶法与超临界流体干燥技术相结合,可以较好地保持凝胶的多孔结构;其热分解过程不同于物理掺杂的混合炸药,DSC曲线上熔化吸热峰几近消失,RDX/AlOOH复合炸药的撞击感度和摩擦感度均较低。     

1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑的合成及表征

以咪唑为原料,经硝化、热重排、甲基化等五步反应合成1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑（MTNI）,总收率15．6％,纯度大于98％。用红外光谱、核磁共振、元素分析等方法表征了其结构,采用DSC实验测试了MTNI的热分解性能。结果表明,MTNI的爆轰性能接近RDX,优于TATB;撞击感度接近B炸药,摩擦感度与TNT相当,是一种新型不敏感单质炸药。MTNI的放热分解分3个阶段,分别发生在177、223和298℃,分解热分别为327．67、11．2和54．84kJ／mol。     

乙基桥连4-氨基-3,5-二硝基吡唑与多种致爆基团含能化合物的合成、表征与性能研究（英文）

以4-溴-3,5-二硝基吡唑为原料，设计并合成了一系列乙基桥连4-氨基-3,5-二硝基吡唑与多种致爆基团的含能化合物。采用核磁波谱分析和X-射线单晶衍射分析对其结构进行表征，并测试了其热稳定性和机械感度；运用Gaussian 09程序和EXPLO5软件预估了其爆轰性能。结果表明，所合成的新型含能化合物的热分解温度范围为167.3～294.1℃、撞击感度≥18J、摩擦感度≥240N,显示出良好的热稳定性和低的机械感度。爆速范围为7939～8448m/s,爆压范围为25.0～30.8GPa。     

The Formulation Design and Performance Test of Gas Generators Based on Guanidinium Azotetrazolate

Six types of gas generators based on guanidinium azotetrazolate (GZT) were designed into six formulations having different oxidants: GZT‐LiNO₃ (1), GZT‐NaNO₃ (2), GZT‐KNO₃ (3), GZT‐Mg(NO₃)₂ (4), GZT‐Sr(NO₃)₂ (5) and GZT‐KMnO₄ (6), respectively. The properties of these formulations were investigated in terms from gas production, appropriate combustion temperature and nontoxic gaseous emission. REAL software calculation program [1] was used to calculate the combustion heat at constant pressure, combustion heat at constant volume and specific volume in standard state. It showed that gas generators based on GZT with nitrate salts as oxidant exhibited better performance. Thus its thermal behavior and combustion temperature were studied further and the experimental results were consistent with the theoretical calculation results. Therefore, it can be concluded that formulation 3 has comprehensive optimal performance: low moisture content, insensitivity to friction, heightened vacuum stability, high combustion heat and specific volume. Namely, formulation 3 exhibited the most promising indications of commercial application, such as using in air bags of motor vehicles.     

4H,8H-双呋咱并[3,4-b:3′,4′-e]吡嗪(DFP)有机双胺盐的合成及性能研究

为改善4H,8H-双呋咱并[3,4-b:3′,4′-e]吡嗪(DFP)结构存在的酸性问题,以DFP和有机胺为原料,合成了DFP的氨基胍盐(DAGDFP)、氨基脲盐(DSDFP)、1,3-二氨基胍盐(DBAGDFP)、脒基脲盐(DGUDFP)、胍盐(DGDFP)、缩二胍盐(DBGDFP)、三氨基胍盐(DTAGDFP)等7种有机双胺盐化合物;通过核磁共振谱、红外光谱和元素分析对其结构进行了表征;采用DSC和TG法分析了目标化合物的热性能;采用BAM标准方法测试了机械感度;通过Kamlet-Jacobs方程和最小自由能法分别计算了DFP双胺盐的爆轰参数和单元推进剂的燃烧性能。结果表明,DFP双胺盐热稳定性良好,撞击感度均大于40J,摩擦感度均大于360N,为钝感含能离子盐;DSDFP热分解温度为273.4℃,理论爆速为7891m/s,爆压为27.07GPa,比冲为2352N·s/kg,特征速度为1462.9m/s,爆轰性能优于TNT,比冲和特征速度较偶氮四唑胍盐(GZT)大幅提高,有望应用于气体发生剂和固体推进剂等。     

膨化硝酸铵的感度特征研究

膨化硝酸铵是近年来得到广泛使用的工业炸药氧化剂，本文对其撞击感度，摩擦感度，爆发点，火焰感度，静电火花感度等危险感度进行了测定，并对膨化硝酸铵进行了PSC实验，以及对雷管感度及冲击波感等实用感度进行了测定，研究表明，同普通硝酸铵相比，膨化硝酸铵具有较低的危险感度及良好的实用感度。     

（TAGH）ClO4的结构、热力学及感度性能

以三氨基胍和高氯酸为原料,合成了三胺基胍高氯酸盐(TAGH)ClO_4).利用X-射线单晶衍射仪测定了其晶体结构.结果表明,晶体属于单斜晶系,空间群为P2(1)/c,晶胞参数为a=1.021 3(11)nm,b=1.486 9(15)nm,c=1.093 6(11) nm,β=102.91(2)°.该化合物的分子式为CH_9ClN_6O_4是由三胺基胍离子和高氯酸根结合形成的离子化合物,分子中含有大量的氢键.利用元素分析、红外光谱、DSC、TG-DTG等方法对标题化合物的组成和热力学行为进行了表征,结果表明,在10 ℃/min线性升温速率下标题化合物在457.03℃时质量损失达到99.7%.感度实验结果表明,标题化合物具有较低的摩擦感度,在撞击和火焰作用下均不发火.     

某铯盐在丁羟推进剂中的应用初探

随着高科技的发展,等离子推进技术受到广大研究者的关注.采用高倍率扫描电镜分析了铯盐的微观形貌,按照国军标检测方法测试了铯盐的撞击感度、摩擦感度及其与固体推进剂主要组分的相容性.结果表明,在微观角度上,铯盐的颗粒粒径较大,表面不规则.这将影响其在推进剂药浆中的流变性;若将其球形化,其药浆的流变性将大大改善;铯盐及含铯盐推...     

超低温重结晶法制备纳米FOX-7及性能研究

为了制备出粒径均匀且分散性较好的纳米FOX-7,采用液氮超低温重结晶法在不同溶剂条件下制备了纳米FOX-7;采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)对所制备的纳米FOX-7的性能进行了表征,并测试了其撞击感度和摩擦感度。结果表明,所制备的纳米FOX-7的平均晶粒度为30nm左右,颗粒平均粒径均在100~200nm之间;与原料FOX-7相比,其高低温分解放热峰之间的温度范围变窄,能量释放效率及分解放热焓有较大提高,撞击感度和摩擦感度明显降低。不同溶剂由于其溶解度和极性的不同,所制备样品的颗粒粒径有所不同,溶解度与极性越大,所制备的颗粒粒径越小、热性能越好、感度更低。当溶剂为N-甲基吡咯烷酮时,所制备的纳米FOX-7的颗粒粒径在100nm以下占比为18%,初始分解峰温提高了11.8℃,分解放热焓提高了19%,特性落高从87.2cm提高至138.2cm,摩擦感度从216N提高至360N。     

一水合双四唑乙烷氨基胍的制备及性能研究

采用一锅法制备了新型高氮化合物——一水合双四唑乙烷氨基胍盐(CH7N4·C4H4N8·H2O)。用红外光谱和元素分析对其单晶进行了表征,用X射线单晶衍射法测定了其晶体结构;用TG-DTG法和DSC法测试了其热性能;用Kissinger法和Ozawa法计算了其非等温动力学参数;用氧弹量热法测试了其燃烧热;用K-J方程计算了其爆速、爆压,并测试了其机械感度。结果表明,该晶体属于单斜晶系,空间群为C2/c(No.15),晶胞参数为:a=1.126 1(2)nm,b=0.710 62(14)nm,c=2.724 1(5)nm,β=95.95(3)°,V=2.168 2(8)nm3,Z=4,理论密度为1.527g/cm3;该化合物在289.3℃开始分解,具有良好的热稳定性,其非等温动力学反应活化能为219.05kJ/mol,指前因子lg(A/s-1)为38.61;燃烧热为9.515MJ/kg,生成焓为2 892.2kJ/mol,爆速为6.95km/s,爆压为19.3GPa;撞击感度高于50cm,摩擦感度为0,表明该化合物具有较低的机械感度和良好的热稳定性。     

Efficient Sensitivity Reducing and Hygroscopicity Preventing of Ultra‐Fine Ammonium Perchlorate for High Burning‐Rate Propellants

In this research, several inert materials, including some functional carbon materials, paraffin wax and the well‐known insensitive energetic material 1,3,5‐triamino‐2,4,6‐trinitrobenzene (TATB) were selected to reduce the undesirable high sensitivity and hygroscopicity of ultra‐fine ammonium perchlorate (UF‐AP) via polymer modified coating. Structure, sensitivity, thermal and hygroscopicity performances of the UF‐AP based composites were systematically studied by scanning electron microscopy, sensitivity tests, thermal experiments, contact angle, and hygroscopicity analysis. The results showed that both the impact and friction sensitivity of UF‐AP can be remarkably reduced, respectively, with only a small amount of 2 % (in mass) desensitization agents. Meanwhile, improved thermal decomposition was gained, and the hygroscopicity can also be reduced to a large extent. Propellants containing 10 % coated UF‐AP in mass were processed and tested, the burning rate reached 45.7 mm s⁻¹, 50 % higher compared with that of normal AP, with remarkably reduced impact sensitivity from 11.5 J to 29.6 J and friction sensitivity from 76 % to 28 %.