偶氮四唑类高氮含能化合物的合成及表征

以5-氨基四唑为原料,合成了3种偶氮四唑类高氮含能化合物（偶氮四唑铵盐（AZT）、偶氮四唑胍盐（GZT）及偶氮四唑三氨基胍盐（TAGZT））,利用IR、NMR、DSC、熔点测试和元素分析鉴定了其结构,简要地介绍了其爆炸性能.研究表明,作为新型高氮含能材料,偶氮四唑盐具有高的正生成焓、成气量大、燃烧无烟或少烟、燃后剩余残渣少以及不吸湿等特点,且具有良好的爆炸性能,可作为新型气体发生剂、低特征信号推进剂、低烟或无烟烟火剂以及高能炸药的重要组分.     

5,5′-偶氮四唑锌的晶型转变及性能

制备了5,5′-偶氮四唑锌(ZnATZ),在室温条件下使其发生晶型转变。用IR、Raman、XRD对ZnATZ的晶型转变进行了研究。结果表明,ZnATZ和转晶后产物(t-ZnATZ)的IR和Raman谱图峰形基本一致,有红移现象,XRD峰强和位置差别较大,说明两者结构相同、晶型不同,互为同质多晶型体。将ZnATZ和t-ZnATZ进行了爆炸性能对比,感度测试结果表明,ZnATZ具有良好的火焰感度,撞击感度较高,有望用作无铅点火药、击发药或针刺药组分;而t-ZnATZ对机械作用钝感。     

偶氮苯甲酸类衍生物的合成、表征及光学性能研究

设计合成了三种偶氮苯甲酸类化合物,产率均达84%以上.通过元素分析、1H NMR、MS及红外光谱对产物进行了表征,结果与预期产物吻合.通过紫外光谱和荧光光谱研究化合物的光学性能,发掘偶氮苯甲酸类化合物的光学特性与应用.     

含1,3,4-噁二唑和偶氮苯结构聚合物单体的合成

以间苯二甲酸为初始原料合成一种新型化合物5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(1,3,4-噁二唑硫)乙酸甲酯,采用IR、UV-vis和1H NMR对中间体和目标化合物结构进行了表征.365 nm紫外光照射下,5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(1,3,4-噁二唑硫)乙酸甲酯中偶氮苯结构发生光致反-顺异构化现象,计算得到光致反-顺异构化转化效率(R)、光稳态时顺式异构体含量(Y)及反-顺异构化速率常数(Kp)分别为80.95％、84.99％、和1.3389 min-1.     

偶氮卟啉的合成、表征与光电导性能

以对硝基苯甲醛和吡咯为原料合成了对硝基苯基卟啉,再经硝基还原、重氮化和偶合反应合成了两种多偶氮连接的卟啉化合物,并用核磁、质谱、红外光谱及紫外-可见光谱对化合物进行了结构表征.分别以这些卟啉化合物为电荷产生材料制备了功能分离型双层光电导体,并对其光电导性能进行了研究.结果表明,偶氮卟啉的光敏性明显优于四苯基卟啉,其光敏性分别为1.8和28.8 lx•s.     

一类偶氮苯酚类化合物的合成及表征

以取代苯胺为原料,经重氮化后与取代苯酚偶联合成了5个偶氮苯酚类化合物,产物经FTIR、1 HNMR表征。结果表明,产物结构与预期一致。     

1–氨基四唑的三步法合成与表征

研究了以苯甲醛、水合肼为原料,经缩合、成环和水解三步反应合成1–氨基四唑的方法,采用红外光谱、核磁共振、元素分析等对中间体及产物结构进行了表征。考察了缩合反应温度、成环反应中原甲酸三乙酯与苯甲醛腙的摩尔比对反应收率的影响,确定了最佳反应条件:缩合反应温度为0⁵℃,n(原甲酸三乙酯)∶n(苯甲醛腙)=1.8∶1。三步反应总收率为49.5%。     

烷氧基偶氮萘化合物的合成表征及光响应性能

以间苯二甲酸为原料,经多步反应合成了一种新型烷氧基偶氮萘化合物5-[4-（十六烷氧基）-1-萘基偶氮]-1,3-苯二甲酸二乙酯。用FT-IR、1H NMR对其结构进行了表征。该化合物（3.24×10-5 mol/L四氢呋喃溶液）紫外光谱K带的最大吸收波长为406 nm,摩尔吸光系数ε为18 437 L/（mol﹒cm）。在365 nm紫外光照射下,该化合物发生反-顺异构化,光照6 min后达到光稳态,K带最大吸收波长蓝移至403 nm,将其置于暗室中,48 h后恢复到光照前状态。光稳态时偶氮发色团反-顺异构化转化效率R为42.4%,顺式异构体的比例Y为44.5%。     

二硝基胍在固体推进剂中的能量性能分析

为考察新型含能化合物二硝基胍(DNGu)对固体推进剂能量性能的影响,采用能星5.0版程序,模拟计算了DNGu替换CMDB(复合改性双基)、HTPB(端羟基聚丁二烯)推进剂中的AP(高氯酸铵),替换NEPE(硝酸酯增塑剂聚醚)、GAP(聚叠氮缩水甘油醚)推进剂中的主氧化剂AP和次级氧化剂HMX(环四亚甲基四硝胺)后体系的能量效果。结果显示:DNGu单质推进剂平衡流比冲比ADN(二硝酰胺铵)、AP要高得多;DNGu对4种推进剂配方体系能量贡献均优于AP,如果设计合适的配方体系,DNGu对CMDB推进剂能量贡献超越ADN;DNGu作为GAP推进剂中主氧化剂时,能量水平高于AP,作为次级氧化剂时,能量水平低于HMX;DNGu作为NEPE推进剂主氧化剂时,理论比冲存在最大值,替换HMX作为次级氧化剂时,理论比冲降低。     

Preliminary Study of New Propellants Containing Guanidinium or Triaminoguanidinium Azotetrazolate

Guanidinium and triaminoguanidinium azotetrazolate (GUAZ, TAGAZ) were used as high‐nitrogen compounds for the preparation of new propellants bound with nitrocellulose and plasticized with dibutyl phthalate and 3‐methyl‐3‐nitroxymethyloxetane. The new propellant compositions were tested by using a differential thermal analysis‐thermogravimetric technique, friction sensitivity and impact were ascertained and pyrostatic tests were conducted. Regardless of the amount of TAGAZ and plasticizer type, the propellants exhibit similar maximum pressure of the gases which allow for the replacement of NC in propellants by TAGAZ.     

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。     

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.     

Time-Dependent DNA Origami Denaturation by Guanidinium Chloride,Guanidinium Sulfate,and Guanidinium Thiocyanate

Guanidinium (Gdm) undergoes interactions with both hydrophilic and hydrophobic groups and, thus, is a highly potent denaturant of biomolecular structure. However, our molecular understanding of the interaction of Gdm with proteins and DNA is still rather limited. Here, we investigated the denaturation of DNA origami nanostructures by three Gdm salts, i.e., guanidinium chloride (GdmCl), guanidinium sulfate (Gdm₂SO₄), and guanidinium thiocyanate (GdmSCN), at different temperatures and in dependence of incubation time. Using DNA origami nanostructures as sensors that translate small molecular transitions into nanostructural changes, the denaturing effects of the Gdm salts were directly visualized by atomic force microscopy. GdmSCN was the most potent DNA denaturant, which caused complete DNA origami denaturation at 50 °C already at a concentration of 2 M. Under such harsh conditions, denaturation occurred within the first 15 min of Gdm exposure, whereas much slower kinetics were observed for the more weakly denaturing salt Gdm₂SO₄ at 25 °C. Lastly, we observed a novel non-monotonous temperature dependence of DNA origami denaturation in Gdm₂SO₄ with the fraction of intact nanostructures having an intermediate minimum at about 40 °C. Our results, thus, provide further insights into the highly complex Gdm–DNA interaction and underscore the importance of the counteranion species.     

丁羟推进剂/衬层界面黏结性能劣化的动态力学表征

研究了高温加速老化过程中丁羟推进剂联合黏结试件的老化特性,探索了利用动态力学表征丁羟推进剂/衬层界面(P/L界面)黏结性能劣化的方法.结果表明,高温老化使黏结件P/L界面黏结强度增大,推进剂中可迁移组分向衬层的迁移量增加,衬层降解,这使得P/L界面两侧材料力学性能差异增大,缺陷增多,P/L界面黏结性能劣化.动态力学分析实验表明,衬层初始模量、界面推进剂和本体推进剂的储能模量与黏结件黏结强度具有相关性,可作为表征P/L界面黏结性能劣化的参数.给出了利用动态力学参量表征黏结件黏结强度的回归关系.     

有机膨润土的合成与表征研究

以天然膨润土和十八烷基二甲基苄基氯化铵(1827)为原料,合成有机膨润土。研究了反应时间、反应温度对有机化程度(漂浮物质量/产物总质量)的影响。实验结果表明:在反应温度150°C,反应时间120 min,有机化程度为96.6%。利用红外光谱,X射线衍射,透射电镜及差热分析进行了表征,结果表明:经改性后的有机膨润土,层间距由1.21 nm增大到1.97 nm,有机物含量达38.4%。     

导电胶性能的影响因素与表征

导电胶有着铅锡焊条没有的好处,所以它作为传统的锡铅焊料的替代品,已经得到了人们越来越多的关注。对于导电胶的组成和功能进行了阐述,介绍了导电胶发展的国内外的现状,说明我国在导电胶方面还有很多工作要做。重点介绍了影响导电胶性能的因素有水分、高温、电化学腐蚀和外力冲击等,并且提出了一定的解决方案。也介绍了五种常见的测试和表征导电胶性能的方法。提出了导电胶未来发展的几个方向,对导电胶的前景进行了展望。     

6-取代蝶啶酮衍生物的合成

以3-氨基吡嗪-2-羧酸甲酯为起始原料,采用3种改进后的新方法通过氨解、溴代、环合及取代反应合成6个新的蝶啶酮衍生物。反应时间可由传统方法的5～6 h缩短至2～3 h,目标物收率由52%～63%提高至89%～93%。其结构经1H NMR、MS、IR等确认。     

高性能水性聚氨酯乳液的合成及表征

高性能环保的丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液是当前涂料工业研究的一个热点。以甲苯二异氰酸酯（TDI-80）、聚醚二元醇（N210）、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料,采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯（PU）预聚物／乙烯基单体混合物,然后加入引发剂,自由基乳液聚合得到聚氨酯．丙烯酸酯（PUA）复合乳液。研究发现PUA乳液的性能及外观与NCO／OH比值、二羟甲基丙酸（DMPA）含量、中和度等密切相关。当NCO／OH的摩尔比为1,3～1．4,—COOH含量约2．6％（质量分数）,中和度=90％-100％时,所得PUA乳液外观好、性能佳。