离子液体催化醇醛树脂的固化动力学及力学性能

为了获得醇醛树脂固化的绿色催化剂,以离子液体1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO_3-pHim]HSO_4)为醇醛树脂的催化剂,用差示扫描量热法(DSC)对固化反应动力学进行研究,并用万能试验机测试了[HSO_3-pHim]HSO_4催化醇醛树脂基PBX的力学性能。结果表明,固化反应的平均表观活化能为2.59 kJ·mol~(-1),指前因子为994.61 s~(-1),反应级数为0.93,在[HSO_3-pHim]HSO_4含量为0.9%,固化温度为30℃时,PBX的拉伸和压缩强度分别为16 MPa和41 MPa,拉伸断裂延伸率为0.81%。与硫酸二乙酯(DES)催化PBX相比,采用[HSO_3-pHim]HSO_4为催化剂能将PBX的压缩模量降低35%。     

离子液体[BMIM][PF_6]对季戊四醇丙烯醛树脂的增塑性能影响

利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF_6])作为季戊四醇丙烯醛树脂(123树脂)的增塑剂,研究了[BMIM][PF_6]含量为0~10%条件下其对123树脂增塑性能的影响。分别采用万能试验机和动态力学分析仪(DMA)研究了[BMIM][PF_6]对123树脂固化物综合力学性能的影响。结果表明,BMIM][PF_6]能提高123树脂预聚体的流动性,效果优于邻苯二甲酸二乙酯(DEP),加入10%的[BMIM][PF_6]能将123树脂预聚体50℃粘度降至185mPa·s。[BMIM][PF_6]含量越多123树脂固化物的断裂延伸率越大、拉伸强度越小,加入10%的[BMIM][PF_6]的123树脂固化物的断裂延伸率和拉伸强度分别为14.2%和38.2MPa。123树脂固化物的玻璃化温度随[BMIM][PF_6]含量增加而降低,韧性随[BMIM][PF_6]含量增加而增加。     

在线红外法研究季戊四醇丙烯醛树脂的预聚反应动力学

采用在线红外法研究了季戊四醇丙烯醛树脂的预聚反应动力学,在反应温度为338.15,348.15 K和358.15 K及催化剂硫酸二乙酯酸(DES)的用量为2%和4%时,监测反应体系中官能团=CH_2浓度的变化,计算得出了该聚合反应的动力学方程,并对固化产物的力学性能进行了研究。结果表明:该反应为二级反应,但该反应初期和后期的表观反应速率、反应活化能相差很大,当DES用量为2%时,反应初期和后期的活化能分别为36.5 kJ·mol~(-1)和49.6.kJ·mol~(-1);当DES用量为4%时,反应初期和后期的活化能分别为61.0 k J·mol~(-1)和69.1 kJ·mol~(-1);DES用量为2%和4%时,DES的用量对固化产物的力学性能影响不明显;反应温度对固化产物的力学性能有显著影响,当DES的用量为2%和4%时,出现在338.15 K时的最大抗拉强度分别为41.99 MPa和41.17 MPa,出现在358.15 K时的最大断裂延伸率分别为8.47%和7.27%。     

六硝基六氮杂异全兹烷四种晶型的Fourier变换红外光谱

给出了六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）的α，β，γ和ε4种晶型在1650－700cm^-1范围内的Fourier变换红外（FTIR）光谱。除了可利用1200－700cm^-1指纹区特征峰外，还可利用硝胺NNO2在1650－1200cm^-1范围内强吸收频率差异区分HNIW4种不同的晶型。     

在线红外光谱研究乌洛托品成盐机理

为了解乌洛托品(HA)和硝酸(NA)体系的成盐反应过程,明确成盐机理,采用在线红外技术跟踪监测分析了HA与NA生成乌洛托品一硝酸盐(HAMN)和乌洛托品二硝酸盐(HADN)过程中主要官能团特征吸收峰随时间的变化,用计算化学方法研究了HA与NA之间的相互作用。结果表明,在HA的成盐过程中,HNO_3与HA生成HAMN的反应很快,而HAMN到HADN的反应相对较慢。当硝酸达到5.97 mol·L~(-1)时,才有HADN生成。在HAMN红外光谱中,1002,1236,690,806 cm_(-1)处出现了颠倒峰,这些峰为HA中C—N键的特征吸收峰。由于生成了HAMN,引起了C—N键的力常数的改变,在倒峰左右两边对应处出现了波数为979,1024,1219,1259 cm~(-1)的吸收峰。当有HADN析出时,不滴加硝酸,依然有HADN生成并析出,且溶液中硝酸的量呈现缓慢上升趋势。在HAMN生成在过程中,HAMN吸附了周围的硝酸分子,当有HADN生成时,释放硝酸分子到溶液中,供给HAMN分子继续反应生成新的HADN分子。用高斯软件得到了HA和NA、HA与H_2O的优化结构和计算结合能值,显示HA的硝酸体系更稳定,该结果与实验结果一致。     

季戊四醇丙烯醛树脂体系固化动力学及流变特性

采用动态差示扫描量热法(DSC)对季戊四醇丙烯醛树脂体系的非等温固化反应动力学进行了研究。通过Kissinger方程和Crane方程对DSC数据进行了分析,得到固化反应的平均表观活化能为14.32kJ·mol-1,指前因子3.84×103 K,反应级数0.95,建立了该树脂体系的固化动力学模型,发现体系在10,15,20℃·min-1和30℃·min-1升温速率下的固化度分别为0.9503,0.9147,0.8871,0.8695,表明固化反应速率越慢,所得产物的固化度越高。采用粘度实验研究了季戊四醇丙烯醛树脂体系在341,347,353K和359K下固化过程的流变特性,并获得了该树脂体系的粘度模型。     

1,1,5—三氢八氟戊基缩水甘油醚的端羟基均聚醚和它与四氢呋喃共聚醚…

对特种聚氨酯预聚体－１，１，５－三氢八氟戊基缩水甘油醚（ＦＧＥ）的端羟基均聚醚（ＦＣＰＥ－１）和它与四氢呋喃（ＴＨＦ）共聚醚（ＦＣＰＥ－２）粘合剂的热稳定性、化学稳定性和胶片及推进剂药柱的固化性能进行了研究。用差热分析（ＤＴＡ）、热重分析（ＴＧ）、恒温热失重和氧化降解产物的红外光特征峰（Ｃ＝０峰）吸光度的变化以及分子量的变化等方法研究了端羟基氟碳聚醚（ＦＣＰＥ）的热稳定性和它对稀盐酸、稀氢氧化钠水     

六硝基六氮杂异伍兹烷的热分解反应动力学研究

在真空条件下，用高灵敏度布氏压力计研究了六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW，CL－20）的热分解过程。在110－140℃范围内，分解深度为0．1％时，所需分解温度与时间的关系式为：1gτ＝24．3300＋9971．76／T。从关系式得到表观活化能和表观指前因子，据此推出在70℃时，CL－20的有效储存寿命为43．8年。     

一新型聚合物粘合烟火点火药的研究

在英国，不是用导火索而是用火硝纸点燃某些烟火药。缓慢燃烧的火硝纸通过一种点火药点燃粉末状主装烟火药。最近发现粉末状点火药在贮存和搬运期间往往会从火硝纸中漏出来。这样由于点火药数量减少而导致主装烟火药的点火能力下降。为了克服泄漏并改进粉末点火药的点火能力，在其中加入了3－12％的聚合物粘合剂。已经研究了六种聚合物粘合剂－乙烯醇／乙酸树脂，间苯二酚树脂，聚酯／苯乙烯树脂，环氧树脂，聚丁二烯和乙基纤维素。并测定聚合物粘合剂点火药的固化时间、燃烧速度、燃烧时间、残余物％、燃烧热、点火和预先点火温度。我们发现，聚酯／苯乙烯树脂、聚丁二烯在该项研究限定的时间和温度内难以固化。点火药的燃烧速度和残余物的重量百分比随着粘合剂浓度的增加而分别降低和增设高。同时也发现点火药的燃烧速度取决于加入配方的聚合物粘合剂的类型。还发现聚合物预点火反应[PIR]温度的降低会导致点火药燃烧速度的增加。发现含有间苯二酚树旨3％的点火药能很好地胶合在火纸内，从而避免了泄漏，具有最低的预点火反应温度和最快的燃烧速度。     

改性B炸药的力学性能

为了解添加剂对B炸药力学性能的影响,分别添加2%的热塑性弹性体(VP-401和VP-501)、1%或3%的季戊四醇和丙稀醛缩合的热固树脂/硫酸二乙酯(123树脂/DES)、5%固化系数0.6和0.8的端羟基聚丁二烯/二苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯(HTPB/MDI),制备了相应6个改性B炸药配方(B-1、B-2、B-3、B-4、B-5和B-6)。进行了静态压缩试验、巴西试验和分离式霍普金森压杆试验,获得了改性B炸药在静力压缩、间接拉伸和低速冲击作用下的应力-应变曲线。对比分析了改性B炸药的强度和韧性变化。结果表明,与B炸药相比,B-1和B-2的压缩弹性模量分别增加了1.49 GPa和2.28 GPa,压缩强度分别增加了6.7 MPa和6.3 MPa,其压缩弹性和韧性均好于B炸药。应变率500 s-1时,与B炸药相比,B-3和B-4的动态压缩强度分别增加了1.99 MPa和7.61 MPa,而B-5和B-6的动态压缩强度分别降低了8.33 MPa和19.47 MPa。这说明,B-3和B-4的抗低速冲击能力提高,B-5和B-6炸药的抗低速冲击能力降低。     

固化工艺对铁基纳米晶软磁材料磁性能的影响研究

研究固化剂材料、固化工艺对Fe72.5Cu1Nb2V2Si13.5B9纳米晶软磁铁芯磁性能的影响。结果表明:采用特种添加剂的固化剂成分配方有利于降低铁芯固化后磁性能的变化率;100℃固化温度和1h固化时间是铁芯固化最佳工艺,此时铁芯的性能变化率最低;铁芯固化后对静态性能有一定影响,但性能变化率在10%以内。     

草酰肼二硝酸盐的合成及晶体结构

以草酸二乙酯和水合肼为原料,经取代、中和反应合成草酰肼二硝酸盐(OHDN),总收率为97%,并通过红外光谱、核磁共振、元素分析等进行了结构表征;研究了草酰肼在稀硝酸中的水解反应,确定了水解产物为草酸和硝酸肼;优化了OHDN合成条件,确定适宜的反应条件:温度为40℃,时间为2h;同时研究了OHDN在高温和室温水溶液中的稳定性,结果表明,OHDN在高温水溶液中化学稳定性差,而在室温水溶液中较为稳定;培养获得了OHDN·2H_2O单晶,结构分析表明:OHDN·2H_2O晶体结构属单斜晶系,空间群为P2(1)/n,a=0.4639(13)nm,b=1.0992(3)nm,c=1.0570(3)nm,V=0.5301(2)nm~3,Z=2,Dc=1.755 g·cm~(-3),F(000)=292,R_1=0.0855,wR_2=0.0895。     

高聚物添加剂对B炸药撞击感度和作功能力的影响

为研究添加剂对B炸药撞击感度和作功能力的影响,分别添加123树脂、聚酯纤维和热塑性弹性体VP-401制备改性B炸药。进行了样品的大药片撞击感度试验、苏珊试验和圆筒试验,获得改性B炸药的撞击感度和作功能力变化。讨论了压缩弹性和韧性对改性B炸药撞击感度的影响,以及添加剂含量对作功能力的影响。结果表明,加入1%的123树脂能显著改善B炸药压缩和拉伸的弹性及韧性,其爆炸反应阈值高度提高了3 m,撞击感度明显降低。加入123树脂的改性B炸药仍属于强度较低的炸药,在苏珊弹撞靶至破碎炸药爆炸前的几百微秒范围内,炸药随壳体发生塑性变形过程中已发生破碎,其破碎程度严重影响炸药的爆炸百分数,即相对释放能。与B炸药的作功能力比较,径向膨胀距离5 mm和19 mm处,添加1%123树脂的B炸药的作功能力分别降低了4.6%和1.24%。     

DDI/IPDI固化聚氨酯力学性能及其在PBX炸药中的应用

研究了新型混合固化剂二聚脂肪酸二异氰酸酯(DDI)/异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)固化端羟基聚丁二烯(HTPB)基聚氨酯的力学性能及其在PBX炸药中的应用。结果表明,当混合固化剂中DDI与IPDI的异氰酸酯基(NCO)的摩尔比为1/3时,HTPB基聚氨酯的拉伸强度和延伸率达到最大值(0.427 MPa和579.9%)。当DDI与IPDI的NCO摩尔比为1/1时,聚氨酯的压缩失效载荷最高。DDI/IPDI固化的HTPB基聚氨酯的延伸率是甲苯二异氰酸酯(TDI)固化聚氨酯的2.51倍。DDI/IPDI固化的PBX炸药的压缩率比使用TDI提高57.3%。使用DDI/IPDI时,PBX药片撞击感度试验和药片剪切试验的反应阈值提高了0.25 m以上,PBX的撞击安全性得到改善。     

在线红外光谱技术研究乌洛托品与醋酸体系的反应

生产奥克托今（HMX）的过程中,醋酸是回收循环利用的,其中可能含有HNO3和H2O等杂质,因此醋酸与乌洛托品（HA）的反应会影响HMX生产工艺稳定性。采用在线红外光谱技术针对HA和醋酸体系的反应进行研究,结果表明：HA加入醋酸中后,在2700～2300cm-1处有新〖JP2〗的N-H键吸收峰出现,在1557cm-1处有-CO-2的吸收峰出现,HA C-N键在671cm-1和809cm-1〖JP〗处的吸收峰发生了红移,HAc的O-H键在3026cm-1处的吸收峰发生了红移,HA和醋酸反应生成了盐。同时利用高斯软件包对HA、醋酸以及HA醋酸盐进行了结构优化,结果显示HA醋酸盐能稳定存在。高斯模拟计算的结果与试验分析结果一致。     

RDX粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为研究黑索今(RDX)粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响,设计了RDX质量百分数为25.0%,平均粒径(D50)为30,50,150μm的3种硝胺发射药,采用摆锤式简支梁冲击试验机、落锤试验仪与密闭爆发器分别研究了其抗冲击强度、破碎情况及燃烧性能。结果表明,随着RDX粒度由150μm减小至30μm,发射药的低温(-40℃)抗冲击强度由3.46 J·cm~(-2)提高至8.99 J·cm~(-2),在落锤冲击(锤重5 kg,落高80 cm)作用下破碎度由96%降低到18%。RDX的平均粒径(D50)为30,50μm和150μm时,发射药的燃速压力指数分别为0.985、0.996和1.063。RDX粒径为30μm或50μm时,发射药u-p曲线较光滑,发射药燃烧稳定;RDX粒径为150μm时,在100~150 MPa、150 MPa~p_(dpm)的两个压力段范围内,燃速压力指数由1.125变为0.612,显示燃速压力指数存在突变,发射药燃烧不稳定。     

逻辑网络起爆器等比压装药技术研究

针对逻辑网络起爆器直径小、长径比大、多拐角结构特点和太安(PETN)基腻子炸药粘度大的性能特征,研究了多流道等比压装药技术,确定了较佳的装药工艺条件为比压80 MPa,保压时间30 min。对等比压装药(0.3 mm×0.3 mm～2.0 mm×2.0 mm)不同沟槽截面尺寸和不同装药拐角(108°～160°)对爆速的影响规律,以及装药最小传爆沟槽尺寸和最大传爆拐角进行了考察,并对等比压装药的理化均匀性、波形同步性进行了试验研究。结果表明,逻辑网络起爆器的最小沟槽传爆尺寸为0.3 mm×0.3 mm,最大传爆拐角为150°,其装药密度范围为1.504～1.507 g.cm-3,装药成分差为0.34%～0.56%,波形同步分散性在0.03～0.05μs之间。     

环氧树脂和石墨对高氯酸钾类烟火药撞击感度的影响

为了揭示高氯酸钾类烟火药的安全性,制备了本工作称为样品1#～7#的7种50/50/m/n-KClO4/Al/环氧树脂/石墨混合物体系(m=n=0;m=3,n=0;m=5,n=0;m=5,n=1;m=5,n=2;m=5,n=3;m=5,n=4)。用GJB772A-1997-601.1,热重-差热分析(TG-DTA)和扫描电子显微镜(SEM)研究了环氧树脂和石墨对高氯酸钾类烟火药撞击感度的影响。结果表明:样品1#～7#的撞击感度爆炸百分数分别为0,60,76,40,12,2和0。与样品1#比较,样品1#中加入环氧树脂使样品2#和3#的撞击感度爆炸百分数升高,且随样品1#中环氧树脂含量的增加,撞击感度爆炸百分数升高。与样品3#比较,样品3#中加入石墨使样品4#～7#的撞击感度爆炸百分数降低,且随样品3#中石墨含量的增加,撞击感度爆炸百分数以4#>5#>6#>7#次序降低。探讨了环氧树脂对KClO4/Al二元体系起增感作用和石墨起减感作用的原因。