二硝酰胺铵溶剂效应的理论计算

为研究结晶溶剂在二硝酰胺铵结晶过程中对晶体成核与生长、溶解度、吸湿性的主要影响,基于标准溶解焓理论模拟计算了不同溶剂环境下的晶体成核速率,基于修正附着能模型模拟计算了不同溶剂环境下的晶体形貌特征,并根据吸湿性较低的晶面面积占总晶面面积的比例分析溶剂效应对二硝酰胺铵吸湿性的影响。结果表明,二硝酰胺铵在不同溶剂下的晶体成核速率关系为:环己烷甲苯磷酸三丁酯二氯甲烷正丁醇乙腈γ-丁内酯异丙醇乙醇甲醇丙酮二甲基亚砜水;标准溶解焓与溶解度呈现线性关系;在不同溶剂下的二硝酰胺铵的晶体形貌计算为棱柱状或板片状;计算分析可知,二硝酰胺铵在非极性溶剂中结晶后的吸湿性较低,而在极性溶剂中结晶后的吸湿性较高。     

二硝酰胺铵的燃烧和热分解

通过燃速测定、差示扫描量热技术（DSC）和热失重技术（TG）研究了有机金属化合物（OME）对二硝酰胺铵（ADN）单元推进剂的热分解和燃烧性能的影响.1～12 MPa范围内,1%OME可以提高ADN单元推进剂的燃速.TG和DSC分析表明,OME可以显著降低ADN的起始分解、放热温度;OME含量对ADN的起始热分解温度有明显的影响.热分解动力学分析显示,加入1%OME后,ADN的热分解活化能降低30%左右.     

二硝酰胺铵的结晶控制研究

通过溶剂—非溶剂重结晶法制备了短棒状的二硝酰胺铵(ADN),采用扫描电镜(SEM)、激光粒度仪分析了加料方式、超声波振荡、晶体生长控制剂等因素在重结晶过程中对ADN晶体形貌和粒度的影响。结果表明:超声波辅助沉积技术可明显改善ADN的晶体形貌和防止晶体团聚;采用无机硝酸盐为晶形控制剂可显著减小ADN晶体的长径比;经晶形控制后,ADN晶体的形貌呈现规则化,表面光滑无棱角,颗粒大小更加均匀、平均粒径为(80±1)μm,粒度分布范围变窄、可控制在33～142μm;按GJB 772A—97测试的摩擦感度由16%降低至4%,撞击感度提高了4.2 J,安全性能明显优于最初样品,吸湿性也得到明显改善。     

国外二硝酰胺铵的发展现状

在跟踪国外二硝酰胺铵(ADN)发展现状及最新动向的基础上,综述了ADN合成与制备工艺、球形化技术发展、ADN应用研究及最新进展;分析了国外解决ADN吸湿性的技术途径及ADN推进剂配方;指出ADN未来发展应关注以下方面:新型结晶造粒及后处理工艺已成为改进ADN应用性能且实现规模化生产的关键因素;开发高效的ADN合成路线和提高生产规模是降低ADN成本的重要手段;解决吸湿性问题对ADN应用的制约。附参考文献18篇。     

二硝酰胺铵防吸湿技术研究进展

二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性是影响其广泛应用的一个主要原因.从ADN的吸湿原因、吸湿机理、防止吸湿方法几方面介绍了ADN防吸湿技术的研究进展,并指出了我国今后ADN防吸湿技术的发展方向.     

反相高效液相色谱法测定二硝酰胺铵的纯度

采用Agilcent C18反相色谱柱(150mm×4.6mm,5μm),选用二元流动相乙腈(pH值为3.0的磷酸水溶液),在体积比为10:90、流速为1mL/min、柱温为30℃、检测波长为210nm的条件下,采用面积校正归一化法计算了二硝酰胺铵(ADN)的纯度。结果表明,当ADN的质量浓度为0.0001~0.001 g/mL时,色谱峰面积与ADN标准样品质量浓度呈良好的线性关系A=51.73C+5.442,相关系数为0.9980,平均回收率为98.33%~99.67%,相对标准偏差为0.49%。该方法结果准确可靠,操作简单实用,可用于ADN产品纯度分析。     

二硝酰胺铵推进剂的能量特性

二硝 (基 )酰胺 (基 )铵 (ADN)是一种新型稳定的高能无机氧化剂 ,其单元推进剂的比冲为 2 0 0 3.2 Ns/kg,燃烧温度为 2 10 0 K,用ADN取代丁羟复合固体推进剂中的高氯酸铵 (AP) ,比冲可提高 10 4.5 Ns/kg,与 GAP组成的无烟推进剂比冲可达 2 6 0 7Ns/kg,由GAP/ADN/RDX组成的无烟推进剂 ,最高比冲为 2 6 30 Ns/kg.     

二硝酰胺铵在火炸药中的应用

综述了新一代氧化剂二硝酰胺铵盐(ADN)在固体推进剂、炸药及发射药中的应用研究进展,认为ADN是替代推进剂中过氯酸铵氧化剂的最佳侯选物。提出了优化工艺、降低成本、改进ADN稳定化和球形化技术以及ADN应用方面的建议。     

新型氧化剂二硝酰胺盐

详细介绍了日本以尿素原料,用ＮＯ２ＢＦ４等强硝化剂制备二硝酰胺铵盐（ＡＤＮ）;瑞典以氨基磺酸盐为原料,用硝硫混酸为硝化剂制备二硝酰胺盐的方法。并介绍了ＡＤＮ的分析方法、性质、感度、毒性及应用。     

混酸硝化法合成二硝酰胺铵及其机理探讨

介绍了二硝酰胺铵的合成路线,研究了混酸硝化法合成二硝酰胺铵时原料规格、原料配比、反应时间和反应温度对硝化反应收率的影响.当以规格5的氨基磺酸铵为原料,n(HNO3):n(氨基磺酸铵)=9.00,m(HNO3):m(H2SO4)=6.67,反应温度为-40℃,反应时间为45～65min时,操作较为容易,硝化反应收率≥55...     

二硝酰胺盐溶解度的测定及拟合

为了研究适合二硝酰胺盐重结晶的溶剂,采用平衡法中的紫外分光光度法测试了3种二硝酰胺盐——脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)、二硝酰胺钾(KDN)和二硝酰胺铵(ADN)在不同溶剂中的溶解度;采用Apelblat方程与理想溶液模型拟合了溶解度数据;计算了二硝酰胺盐在不同溶剂中溶解时的热力学函数。结果表明,FOX-12在水中、KDN在乙醇水溶液中溶解度随温度变化明显,故水和乙醇水溶液可以分别作为FOX-12与KDN重结晶的溶剂;以乙醇作为溶剂时,由于存在氢键,故常温下ADN的溶解度大于10 g,而常温下FOX-12与KDN的溶解度小于1 g;Apelblat方程的拟合度(R 2)达到0.990以上,平均相对偏差(ARD)小于2%,表明Apelblat方程可以很好地关联溶解度数据。3种二硝酰胺盐在水、乙醇、异丙醇、乙醇水溶液、正丁醇中的溶解焓变和吉布斯自由能均为正值,表明溶解过程均为非自发的吸热过程。     

二硝酰胺钾的合成与表征

以二硝基氨基丙腈为原料合成出了二硝酰胺钾（ＫＤＮ）,用重结晶法制备出纯净的分析样品,通过元素分析、红外、紫外、原子吸收光谱对ＫＤＮ的结构进行了鉴定,并测定了其热性能（ＤＳＣ）及密度。     

硝酰胺热分解反应动力学研究

以尿素为原料制备硝酰胺,经过分离提纯后采用差示扫描量热法(DSC)研究了硝酰胺的热分解性质。根据DSC数据结果,采用Kissinger法和Ozawa法分别获得了硝酰胺的热分解表观动力学参数。并基于动力学数据通过Zhang-Hu-Xie-Li法计算得到的硝酰胺的自发火温度和自加速分解温度。     

3,5-二氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐合成、晶体结构及性能

为了开发性能优异的新型二硝酰胺含能离子盐,采用3, 5-二氨基-1, 2, 4-三唑、硫酸和二硝酰胺铵为原料合成3,5-二氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐(DATrZDN),并通过红外光谱、核磁共振和元素分析对其结构进行了表征。培养了DATrZDN的单晶并通过X射线衍射仪测定了晶体结构,结果表明其晶体为单斜晶系,空间群为P2(1)/n,晶胞参数为:a=1.332 0(4) nm,b=1.759 3(6) nm,c=1.422 9(4) nm,β=107.524(5)°。采用Gaussian 09程序和Kamlet-Jacobs爆轰方程分别计算了DATrZDN生成热和爆轰性能,生成焓为-164.7 kJ×mol~(-1),爆速8.404 km×s~(-1),爆压31.36 GPa,爆热5275 kJ×kg~(-1)。利用差示扫描量热法和热重分析法考察了DATrZDN的热性能,熔点为163.2℃,热分解温峰为188.6℃,热稳定性较好。     

N-脒基脲二硝酰胺发展概况

综述了新型钝感含能材料——N–脒基脲二硝酰胺(GUDN)的结构与性能、合成方法及应用研究进展,指出GUDN是二硝酰胺盐含能材料中具有发展潜力的重要品种。     

含ADN推进剂的能量特性及综合性能

为研究含二硝酰胺铵(ADN)推进剂的能量、安全、贮存及燃烧性能,根据最小自由能原理计算了含ADN推进剂的能量特性参数,采用密闭爆发器及靶线法测试其爆热及燃速,并对其吸湿性及感度进行了研究。结果表明,含ADN/Al/HMX、ADN/Al/CL-20、ADN/AlH3/HMX和ADN/AlH3/CL-20推进剂的标准理论比冲分别为2 675~2 685、2 677~2 686、2 801~2 810和2 803~2 812N·s·kg-1,采用硝酸酯增塑的惰性聚醚黏合剂体系可制备出固化正常、结构致密的含ADN推进剂。随着推进剂配方中ADN含量的增加,推进剂的爆热、吸湿性、燃速和压强指数增大,摩擦感度和撞击撞击提高,密度略有降低。     

ADN及其固体推进剂燃烧特性的研究进展

系统介绍了二硝酰胺铵(ADN)燃烧的最新研究动态,综述了国内外近年来报道的ADN燃烧时发生的物理化学变化、ADN燃烧机理、催化剂/ADN混合物燃烧性能以及ADN基固体推进剂燃烧特性的最新研究进展。首先指出了ADN的燃烧主要受凝聚相反应控制,ADN燃烧波结构包括固相层、泡沫层(包括固-气和液-气)和气相层;其次,总结了ADN基固体推进剂燃烧特性的研究现状,对现有研究中存在的局限性进行了分析;最后,指出继续开发适用于ADN基固体推进剂的新型燃烧催化剂是今后研究的重点方向之一。另外,随着非异氰酸酯固化体系在ADN基固体推进剂中的应用,需进一步加深ADN基固体推进剂燃烧性能的研究,尤其是三唑环的引入对ADN热分解及推进剂中其他组分热分解的影响。     

活性炭吸附ADN过程的动力学与热力学

通过不同温度下的静态吸附实验,研究了活性炭吸附ADN的动力学和热力学特征。以吸附量和解吸率为指标对3种活性炭(AC、BC、CC)进行对比研究,利用准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型考察了ADN的吸附动力学,并利用Langmuir和Freundlich吸附等温模型描述吸附热力学行为。结果表明,活性炭AC是分离ADN的理想吸附剂,3种活性炭吸附ADN的动力学曲线更符合准二级动力学模型;Freundlich模型描述活性炭AC对ADN的吸附规律更为合适,该吸附△G0,△S0,吸附过程可自发进行;不同吸附量下的△H0,吸附为吸热过程。     

基于二硝酰胺阴离子的非金属含能离子盐研究进展

基于二硝酰胺阴离子的非金属含能离子盐在高能炸药与推进剂方面具有良好的应用前景,其中二硝酰胺铵(ADN)与N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)已成为人们最看好的含能材料。介绍了二硝酰胺非金属含能离子盐及其原料的合成方法,总结了二硝酰胺非金属含能离子盐的物化性能,并对一些有潜力的二硝酰胺含能离子盐的爆轰性能参数进行了理论计算。     

球形ADN及ADN@AP复合粒子的制备与性能研究

为了改善二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性,提高其安全性能,促进其大规模实际应用,采用溶剂-非溶剂法制备球形ADN及ADN@AP复合粒子。通过扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、TG-DSC同步热分析仪、撞击感度仪、恒温恒湿箱对所制备样品的形貌、晶体结构、热分解性能、撞击感度和吸湿性进行表征和测试,并与原料ADN、ADN/AP混合物进行比较。结果表明,ADN@AP复合粒子以ADN为核,AP为壳,形状规则;相比于原料ADN和ADN/AP混合物,ADN@AP复合粒子的反应活化能降低了35.1kJ/mol和10.73kJ/mol,撞击感度降低了100.10%和26.52%,ADN@AP复合粒子相比原料ADN在24h后绝对吸湿率降低了213%,表明复合粒子的热分解性能得到改善,降感降吸湿性效果显著。