HPLC-TOFMS测定NG/TEGDN中的丙三醇二硝酸酯

应用高效液相色谱飞行时间质谱联用技术( HPLC-TOFMS)测定了丙三醇三硝酸酯(NG)/二缩三乙二醇二硝酸酯( TEGDN)混合硝酸酯中的杂质丙三醇二硝酸酯.色谱条件为Gemini5 μC-18色谱柱、55/45 (V/V)的甲醇/水流动相;质谱采集模式为电喷雾源负离子方式.结果表明:丙三醇二硝酸酯来源于NG,它存...     

HPLC检测NG/BTTN混合硝酸酯生产洗涤废水的成分及含量

为了确定硝化甘油/1,2,4-丁三醇三硝酸酯（NG/BTTN）混合硝酸酯生产洗涤废水成分和含量,开展了高效液相色谱（HPLC）梯度洗脱法检测洗涤废水的工作,确定色谱条件如下：固定相为C18（250 mm×4.6 mm,5 μm）色谱柱,流动相为乙腈/水溶液,检测波长为200 nm。结果表明,在洗涤废水中检出6种有机物,通过化合物的保留时间及其与分配系数LogD的线性关系拟合（7天内取样27次）,确定了NG/BTTN混合硝酸酯生产洗涤废水中除了NG和BTTN,尚存在1,2-丙三醇二硝酸酯（30.58%~41.20%）、1,3-丙三醇二硝酸酯（110.69%~135.14%）、1,2,4-丁三醇-1,2-二硝酸酯（7.90%~10.63%）和1,2,4-丁三醇-1,4-二硝酸酯（22.55%~27.95%）四种未完全硝化产物,标准偏差均低于10%,并于10 d内取样40次,证明了该方法准确可靠、适用性好,满足工业生产的检测需求。     

苦味酸和斯蒂酚酸电喷雾电离质谱裂解研究

为了更好地了解含能化合物分解机理,用电雾电离质谱研究了2,4,6-三硝基苯酚（苦味酸,PA）和2,4,6-三硝基间苯二酚（斯蒂芬酸,H2TNR）的裂解途径,分析了裂解机理。两种化合物裂解机理是消去OH自由基的“邻位效应”和C—NO2键的断裂反应,主要有NO2、OH、O、NO、CO、CNO、CNO2等自由基的丢失。发现当分子中-NO2基团的数量一定时,邻位-OH基团的数目越多,“邻位效应”越明显,越容易首先失去OH自由基,而C—NO2键的断裂反应则越难进行,首先丢失NO2自由基的机率越小。     

四氮烯起爆药的电喷雾电离质谱裂解研究

为了更好地了解含能材料燃烧和爆炸机理,对四氮烯进行了电喷雾电离质谱分析。根据质谱图中碎片离子的信息,总结了四氮烯的裂解途径,发现四氮烯裂解时主要有NH2、HCN、HCN2、N3、N4中性碎片的丢失,推测它的裂解机理是C—N、N—N键的断裂反应和分子内重排反应;同时发现四唑环碎片离子m/z68.9的相对丰度较高,初步断定四氮烯分子结构中的四唑环是相对比较稳定的结构;并且由m/z68.9峰和m/z95.8峰的相对丰度接近,推测分子中C(5)—N(1)键和N(2)—N(3)键的键能相当(以四氮烯命名),且容易断裂,生成四唑自由基、氨基胍自由基和N2。     

混合硝酸酯安定性试验温度的一致性研究

为了缩短阿贝尔安定性试验周期,降低硝酸酯生产线上危险品的在制量,以硝化甘油基的混合硝酸酯及其相应的含能粘合剂为试样,通过试验温度对比实验,研究了试验温度对安定性测试结果的影响,结果表明:对于硝化甘油基混合硝酸酯及含能粘合剂,30 min/72℃、15 min/80℃及12 min/82℃三个安定性测试方法是一致的。而且15 min/80℃、12 min/82℃的试验方法相对于30 min/72℃的试验方法可以大大缩短试验周期,提高分析速度。     

喷雾法降低PGDN和DBS混合溶液中的水含量

为降低1,2-丙二醇二硝酸酯(PGDN)/癸二酸二丁酯(DBS)混合溶液中的水含量,用喷雾法研究了压力、喷雾次数、温度、通风对除水效果的影响。结果表明:在混合溶液量为100 g、压力为0.08 MPa、介质温度为71℃和通风的条件下,混合溶液的水分含量由0.2428%降低至0.0614%,喷雾除水后样品质量回收率为100%。对喷雾除水后的混合溶液在80℃条件下加热15 min进行安定性测试,其阿贝尔值并未变化。结果表明,在优化条件下,可大大降低PGDN/DBS混合溶液体系的水分含量,并且该方法不会造成物料损耗和降低混合溶液的安定性。     

TMETN/NG混合增塑剂及NC共混体系的性能模拟

为了探索高能钝感混合增塑剂与含能粘合剂相互作用对于体系性能的影响,以硝化棉(NC)为粘合剂,构建了含有三羟甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)、硝化甘油(NG)以及三种不同质量比TMETN/NG混合增塑剂的五种共混模型。采用Materials Studio软件,利用分子动力学(MD)方法模拟了各共混体系的相互作用、力学性能、径向分布函数、O—NO2最大引发键长(Lmax)等参数。结果表明,共混模型中TMETN含量增加时,共混体系的结合能降低。含有混合增塑剂的共混模型力学性能优于单组分增塑剂共混模型。NG与TMETN质量比为3∶1时,两种硝酸酯增塑剂可以同时与NC建立强的氢键作用,并为共混体系提供较高的模量与较低的最大引发键长。结果显示,调整混合增塑剂质量比可以增强体系各组分的相互作用,从而提升共混体系的力学性能及引发键的稳定性。     

三基发射药生产过程中气态硝化甘油的销爆研究

针对三基药生产过程中因含有微量(0.02～4.83 mg·kg~(-1))硝化甘油(NG)导致气态有机溶剂难以回收的现状,采用吸收?分解联用法,通过喷淋液,吸收、化学分解NG。结果表明,氢氧化钠水溶液、氢氧化钠醇溶液以及硫化钠水溶液均可作为喷淋液使用,且销爆性能与温度及溶液浓度呈正相关关系。以气态NG初始浓度5 mg·kg~(-1)为例,当氢氧化钠水溶液浓度2.0%,体系温度50℃,气液接触时间20 s,液气比0.16 L·m~(-3)时,气态NG去除率达到99.92%。     

新型含能化合物3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯的合成与表征

以4-氯吡唑(4-CP)为原料,经过硝硫混酸硝化制得4-氯-3,5-二硝基吡唑(4-CDNP),再以硝酸银为亲核试剂进行亲核取代反应得到一种新型的含能化合物3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯(DNPN),并采用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征,计算了其爆轰性能,考察了硝硫混酸组成、硝化温度对硝化反应的影响,得到较佳的合成条件:硝硫混酸组成为V(98%硝酸):V(98%硫酸)=1∶4,反应温度为100℃,反应时间为5 h,产率为65.1%。4-CDNP与硝酸银的反应很快,在40℃下反应1h产率就可达到35.6%。DNPN的爆速为8.78 km·s~(-1),爆压35.12 GPa,优于TNT。     

PEG/N-100中增塑剂扩散性能的微观与介观模拟

为探究含能钝感增塑剂三羟甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)在硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂黏合剂中的扩散性能,采用分子模拟(MD)法比较了硝化甘油(NG)、1,2,4-丁三醇三硝酸酯(BTTN)及TMETN在聚乙二醇/固化剂(PEG/N-100)中的扩散系数、分析了扩散机理,并讨论了温度及增塑比对TMETN扩散性能的影响。结果表明:增塑剂扩散系数的大小顺序为NGBTTNTMETN,这说明TMETN的扩散能力较弱;从微观角度分析扩散的机理为:增塑剂与预聚体的分子间相互作用越强、体系的自由体积分数越小、增塑剂分子的尺寸越大,则增塑剂越难发生扩散;在三种增塑体系中,TMETN与PEG/N-100的结合能力最强、原子间氢键作用最强、该体系中PEG/N-100的自聚集能力最弱,且TMETN分子尺寸最大,故而TMETN最难发生扩散;随着温度升高,TMETN扩散系数的增加先缓慢后剧烈,这与高温加速老化的规律保持一致,分析温度对扩散机理的影响为:高温使原子间氢键作用峰值减小、位置后移,即增塑剂与黏合剂的相互作用减弱,并且体系的自由体积分数也变大;随着增塑比的增加(2.5、2.8、3),TMETN扩散系数减小,介观研究表明体系的相容性变好是其中的原因之一。     

NC/NG与ADN的相互作用

用高压差示扫描量热法(PDSC),热重-微商热重法(TG-DTG),研究了双基粘合剂(NC/NG体系)与二硝酰胺铵(ADN)之间的相互作用.结果表明,(NC/NG)/ADN体系中NG的分解峰由NC/NG中的207.0 ℃提前至159.8 ℃,在高压下该分解峰温提前至153.6 ℃.NC/ADN的分解峰温比NG/ADN提前了4.8 ℃,而且大部分的ADN没有被NG加速而提前分解,表明NC对ADN的作用比NG更强烈.此外,还用真空安定性试验(VST)评价了NC/NG与ADN的相容性,混合体系的净增放气量大于11 mL,属于严重不相容,证明在90 ℃下NC/NG与ADN之间也存在强烈的相互作用.     

聚氨酯弹性体中NG和BTTN迁移的介观模拟

为在介观尺度下研究聚氨酯弹性体中的硝酸酯增塑剂硝化甘油(NG)和1,2,4-丁三醇三硝酸酯(BTTN)的迁移扩散现象,运用分子模拟软件Materials Studio进行了耗散粒子动力学DPD模拟计算。搭建了粗粒化的介观模型,用此模型计算了NG和BTTN在聚氨酯弹性体中的扩散系数。计算得到NG的介观扩散系数为1.80×10-12m2·s-1,BTTN的扩散系数为0.21×10-12m2·s-1,与文献报道NG的微观扩散系数0.65×10-12~11.10×10-12m2·s-1处于同一数量级上。预聚物分子量提高、温度升高后扩散系数增大,但硝酸酯含量提高后扩散系数降低,同等条件下NG的扩散系数大于BTTN。介观分子模拟计算结果与文献报道值和理论趋势较为符合,说明搭建的硝酸酯/聚氨酯粗粒化模型可以用于考察NG和BTTN在聚氨酯中扩散的情况。     

FOX-7/NC/NG在快速热刺激下的自着火行为

在快速压缩机实验平台中利用高速成像及动态压力采集手段研究了FOX-7/NC/NG快速热刺激下的自着火行为.结果表明样品在快速压缩机上止点热力条件为3.0 MPa,598.1 K,环境平均热加载速率约为1.2×104 K·s-1时,未发生自着火;保持压力不变,提高温度至913.1 K,平均热加载速率升高至2.5×104 K·s-1时,样品发生自着火.对样品在3.0 MPa,913 K下的自着火过程进行多次重复实验,发现其着火延迟时间(IDTI)误差小于20％,燃烧持续期误差小于5％;FOX-7/NC/NG样品在不同热加载速率下的实验表明,热加载速率越高,自着火越快,燃烧持续期越短.     

固相微萃取和GC/MS分析JOB炸药老化释放气氛

采用3种不同吸附性能萃取头的固相微萃取器对JOB炸药在自然密封存放和加热老化一定时间后所释放出来的微量气氛进行了萃取吸附研究，采用GC／MS测试技术对其进行了定性分析。研究结果表明，固相微萃取装置对该炸药老化过程中释放的微量无机气体和有机挥发性组分具有选择性吸附和萃取浓缩作用，峰强度显示不同老化条件下放出的气体组分和含量具有不同的结果。初步探讨了老化释放气体的机理，JOB炸药老化放出的主要是一些合成溶剂、杂质等。     

紫外分光光度法测定反应过程中HNIW的含量

利用紫外分光光度法建立一种定性鉴定和定量测定六硝基六氮杂异伍?烷(HNIW)的方法,HNIW的乙酸乙酯溶液在λmax=272.3nm处具有最大吸光度,标准样品在0~150mg·L-1范围内,吸光度与浓度呈良好的线性关系,相关系数r为0.9992。利用紫外分光光度法,对反应过程中生成的HNIW进行光谱扫描和吸光度测定,根据最大吸收峰位置可判断产品是否为HNIW,根据标准曲线可计算HNIW的浓度。     

气相色谱/质谱法分析偏二甲肼初期氧化产物

利用气相色谱／质谱表征偏二甲肼及其初期氧化产物,确定主要氧化产物浓度。结果表明,偏二甲肼在空气中氧化不大于100h的初期阶段,氧化产物有7种;二甲胺、偏腙和亚硝基二甲胺浓度缓慢上升,其后随着偏二甲肼氧化的继续进行,二甲胺浓度下降,亚硝基二甲胺浓度迅速上升,并有新的氧化产物出现。含氮有机物质谱中均含有m/z=42-43的碎片离子峰,说明偏二甲肼和含氮有机氧化物分子N-N键受热易于断裂。     

NG在聚氨酯中扩散性能的分子动力学模拟

为研究二异氰酸酯类型、温度、硝化甘油（ NG）含量等因素对NG在聚氨酯弹性体内扩散性能的影响,用分子动力学方法,在COMPASS力场下对NG和聚氨酯弹性体混合体系进行了模拟。构建NG与不同聚氨酯弹性体的混合体系模型,并进行结构优化,先后进行恒温恒压系综（ NPT）和恒温恒容系综（ NVT）的分子动力学模拟,得到NG在混合体系中的均方位移,通过爱因斯坦方程计算得到其扩散系数。结果表明：NG在聚氨酯弹性体内扩散系数的数量级为10-8 cm2· s-1,与实验数据一致;扩散系数随聚氨酯弹性体链的柔顺性增加而上升;随温度的不断升高,扩散系数先缓慢上升,当超过308 K后,扩散系数急剧增加。随NG含量的不断升高,扩散系数先缓慢下降,当超过14％后,扩散系数急剧下降。     

两栖装甲车辆兴波阻力的计算及流场分析

为了研究兴波阻力对两栖车辆航速的影响,建立了某型两栖车辆兴波阻力的数学模型,应用连续源分布法计算了兴波阻力;根据车体外部流场结构和求解要求,采用非结构化网格与网格自适应技术实施区域离散化,运用计算流体动力学(CFD)求解了车辆周围流域的压力场,并进行了流场分析。算例和流场分析结果表明:这种兴波阻力的计算方法可用于排水型两栖车辆的最高航速预报和减阻提速的研究。