硝酸碳酰肼类含能配合物比热容的研究

用差示扫描量热仪(DSC)测定了一定温度区间硝酸碳酰肼类配合物硝酸碳酰肼锰(Mn(CHZ)3(NO3)2)、硝酸碳酰肼钴(Co(CHZ)3(NO3)2)、硝酸碳酰肼镍(Ni(CHZ)3(NO3)2)和硝酸碳酰肼锌(Zn(CHZ)3(NO3)2)的比热容,利用Origin7.0软件回归出比热容随温度变化的方程式, Ni(CHZ)3(NO3)2和Mn(CHZ)3(NO3)2在一些温度区间为六次函数或二、三次函数,其余大多数符合四次或五次函数,拟合时相关度最小为0.987,标准偏差最大为0.017.除Zn(CHZ)3(NO3)2外,其余三种硝酸碳酰肼盐配合物的比热容有较大变化,出现一个或多个峰值.对它们进行了热重和红外分析,200 ℃时仅Co(CHZ)3(NO3)2失重8.64%,其余两种的热重曲线没有变化;红外图谱显示在不同的温度下同一物质的指纹区不同,故推测样品可能发生了晶形转变而导致比热容变化.     

三硝基均苯三酚钾盐的热力学研究（英）

用差示扫描量热法(DSC)测定了含能材料2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚一取代(K1TNPG),二取代(K2TNPG)及三取代钾盐(K3TNPG)定压下的连续比热容,计算了在50～100 ℃温度范围内每间隔5 ℃的焓差值和熵变值.用最小二乘法进行数据处理,得出的比热容(Cp)与温度(T)的关系为: Cp=a bT cT2,K1TNPG,K2TNPG and K3TNPG的线性相关系数分别为0.987,0.999和0.993.     

2，4，6-三硝基-1，3，5-苯三酚钠盐的比热容(英)

用差示扫描量热法(DSC)测定了含能材料2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚(TNPG)、一取代(Na1TNPG)、二取代(Na2TNPG)、三取代钠盐(Na3TNPG)定压下的连续比热容,计算了在50 ～100℃温度范围内每间隔5℃的焓差值和熵变值。从实验得出的比热容与温度的关系为:Cp(J·g-1.℃-1) =a bT cT2 dT3,TNPG取代钠盐例外d=0。有关误差分析表明,该测试方法是有效的,并可用于其它含能材料的比热容的测量。另外,实验相关系数接近1,表明这些化合物的比热容呈现很好的规律性。     

高氯酸碳酰肼类配合物的比热容研究

用差示扫描量热仪(DSC)研究了高氯酸碳酰肼类配合物的比热容.测定了在50～140 ℃温度区间高氯酸碳酰肼合钴(Ⅱ)的比热容,以及在50～200 ℃温度区间高氯酸碳酰肼合锰(Ⅱ)、高氯酸碳酰肼合锌(Ⅱ)、高氯酸碳酰肼合镍(Ⅱ)的比热容,回归出比热容随温度变化的方程式,R≥0.985,标准方差SD≤0.060.在50.1～131.2 ℃温度区间,高氯酸碳酰肼合锰、高氯酸碳酰肼合锌的比热容方程符合二次函数,在50.1～142.9 ℃高氯酸碳酰肼合镍的比热容方程符合四次函数,在其余温度范围高氯酸碳酰肼合锰、高氯酸碳酰肼合锌和高氯酸碳酰肼合镍的比热容方程符合三次函数; 高氯酸碳酰肼合钴(Ⅱ)比热容方程符合三次函数.对高氯酸碳酰肼合钴和高氯酸碳酰肼合镍进行了热重和红外分析.热重图谱显示仅[Co(CHZ)3](ClO4)2在140 ℃时开始失重,而加热前后它们各自的红外图谱均不同.     

2008年第1期目录

用差示扫描量热仪(DSC)研究了高氯酸碳酰肼类配合物的比热容。测定了在50～140 ℃温度区间高氯酸碳酰肼合钴(Ⅱ)的比热容,以及在50～200 ℃温度区间高氯酸碳酰肼合锰(Ⅱ)、高氯酸碳酰肼合锌(Ⅱ)、高氯酸碳酰肼合镍(Ⅱ)的比热容,回归出比热容随温度变化的方程式,R≥0.985,标准方差SD≤0.060。在50.1～131.2 ℃温度区间,高氯酸碳酰肼合锰、高氯酸碳酰肼合锌的比热容方程符合二次函数,在50.1～142.9 ℃高氯酸碳酰肼合镍的比热容方程符合四次函数,在其余温度范围高氯酸碳酰肼合锰、高氯酸碳酰肼合锌和高氯酸碳酰肼合镍的比热容方程符合三次函数; 高氯酸碳酰肼合钴(Ⅱ)比热容方程符合三次函数。对高氯酸碳酰肼合钴和高氯酸碳酰肼合镍进行了热重和红外分析。热重图谱显示仅［Co(CHZ)₃］(ClO₄)₂在140 ℃时开始失重,而加热前后它们各自的红外图谱均不同。     

3,3'-二氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱的热分解行为及热力学性质

采用TG-DTG和DSC研究了3,3'-二氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱(DAOAF)的热分解行为,运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算了DAOAF的热分解动力学参数;利用DSC仪的连续比热容测定模式测定了DAOAF的比热容;根据比热容与热力学函数关系,计算了DAOAF以298.15 K为基准的热力学函数在253~373 K温区的焓、熵和吉布斯自由能函数值。结果表明,DAOAF是一种熔融分解型含能材料,DAOAF热分解的平均活化能和指前因子分别为152.23 kJ·mol~(-1)和1012.53s~(-1)。得到比热容随温度变化的关系式cp(J·g~(-1)·K~(-1))=0.00303T+0.17235(253 KT373 K),298.15 K时DAOAF的标准摩尔热容为228.05 J·mol~(-1)·K~(-1)。     

DNGTz的非等温热分解动力学及热安全性

合成了3,6-二硝基胍基-1,2,4,5-四嗪(DNGTz),运用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG-DTG)研究其热行为。以DSC曲线数据为基础,采用Kissinger法、Ozawa法和积分法研究了DNGTz的非等温热分解机理及动力学,获得DNGTz的热分解表观活化能和指前因子分别为187.23 k J·mol-1和1015.01s-1,其热分解机理为相边界反应,热分解机理函数的微分形式为f(α)=1。为了对DNGTz进行热安全性研究,估算得到DNGTz的密度(ρ=1.762 g·cm-3)和导热系数(λ=0.1856 W·m-1·K-1),同时应用Micro-DSC III微热量仪对DNGTz进行了比热容(cp)测定,得到了DNGTz的比热容随温度变化的方程cp(J·g-1·K-1)=-2.8805+2.1283×10-2T-2.3132×10-5T2-1.1689×10-8T3(287 KT352 K)。运用热分解动力学参数、机理函数及DNGTz的比热容方程、ρ和λ,计算得到DNGTz的绝热至爆时间(tTIad=8.16 s)、自加速分解温度(TSADT=249.12℃)、热点火温度(Tbe=262.31℃)和热爆炸临界温度(Tbp=277.68℃),进而计算获得半径为1 m的DNTGz几何体(无限圆柱、球或无限平板)在环境温度300 K时的热感度概率密度函数S(T)与温度(T)的关系曲线、峰值温度(TS(T)max)、热安全度(SD)、临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE),结果表明球形样品的热安全性稍高于无限圆柱或平板状的样品。     

碳酰肼和过碳酸钠反应的化学动力学和反应工艺(英)

高氯酸三碳酰肼合锌(GTX)是一种大量使用的安全环保型高能起爆药,其母液中溶解有过量的碳酰肼和GTX起爆药,为了最大限度地消除母液中溶解的碳酰肼,运用容量滴定分析法和控制变量法研究了过碳酸钠(SPC)与碳酰肼(CHZ)的反应过程和影响因素,获得二者在80℃下的最佳反应工艺条件为:CHZ(0.1 mol·L~(-1))和SPC(0.15 mol·L~(-1))溶液的体积比为1∶4,反应时间不少于90 min时,CHZ的去除率可高达68%。应用最小二乘法对获得的反应时间与剩余CHZ浓度的数据进行一级动力学和二级动力学拟合,结果表明CHZ和SPC的反应过程符合二级动力学模型。     

4-氨基-1,2,4-三唑-NTO盐的晶体结构及性能

用X射线单晶衍射法测定了4-氨基-1,2,4-三唑(4-AT)与3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)制得的盐(AT)(NTO)的单晶结构。结果表明:该晶体为单斜晶系,属P21/c空间群,晶体学参数a=7.071(2),b=6.361(3),c=18.792(7);β=96.43(3)°;V=839.9(5)3;Z=4;Dc=1.694 g.cm-3;μ=0.145/mm;F(000)=440。在(AT)(NTO)晶体中,4-AT阳离子上所有的原子和NTO阴离子上所有的原子均在以各自三唑环为基础的一个平面上,两平面夹角为7.6°。由真空安定性(VST)、撞击感度、摩擦感度和静电火花感度试验所得的真空放气量、特性落高、爆炸概率、50%发火电压、50%发火能分别为0.28 mL.g-1(100℃/48 h),124.7 cm,0%,12.841 kV和2.515 J,表明,(AT)(NTO)对热是稳定的,对撞击、摩擦和静电火花是不敏感的。     

3-硝基-124-三唑-5-酮自催化分解反应特性与热安全性研究

通过动态差示扫描量热实验研究了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）的热行为,得到其热分解反应曲线。利用中断回归法、瑞士方法研究了NTO的自催化热分解反应特性,并通过等温实验进行验证。基于NTO的热分解反应曲线数据,采用Friedman法求得其活化能E_α与ln\[Af(α)\]值随转化率α的变化曲线,并结合热平衡方程计算了其绝热诱导期TMR_a. 结果表明：在升温速率分别为2 ℃/min、5 ℃/min、10 ℃/min、20 ℃/min条件下,NTO的起始分解温度为249.4~ 271.2 ℃, 其分解反应为自催化反应,热履历显著降低了其起始分解温度和峰值温度;在反应不同阶段,NTO具有不同的活化能,其绝热诱导期为8 h和24 h时对应的温度T₈和T₂₄分别为166.1 ℃和152.1 ℃.     

DNP/DNTF低共熔物的二元相图及熔融动力学

为获得3,4-二硝基吡唑(DNP)/3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)二元混合体系的相图,深入了解其低共熔物的熔融过程,采用差示扫描量热法(DSC)研究了不同比例的DNP/DNTF混合体系的液化及熔融过程,建立了液化温度Tl与组成x的T-x相图、熔融焓ΔH与组成x的H-x相图;研究了不同升温速率5,10,15,20℃·min^-1,不同添加剂奥克托今(HMX)、高氯酸铵(AP)和硝基胍(NQ)对低共熔物熔融过程的影响;通过Kissinger方程和?atava-?esták方程计算得到了低共熔物熔融过程的动力学参数活化能Ea、指前因子A和最概然机理函数。结果表明,从T-x相图得到的DNP/DNTF低共熔物的质量百分比为70.38/29.62,低共熔温度为76.38℃;由H?x相图得到的低共熔物组成为70.57/29.43。随升温速率的升高,熔融反应的开始温度和峰温延迟;HMX和NQ的加入使低共熔物的熔点明显后移,AP的加入对熔点影响不大。DNP/DNTF低共熔物的熔融动力学参数Ea和A为19.13 kJ·mol^-1和109.74 s^-1,最概然机理函数的积分形式为:G(α)=(1-α)^-1-1。     

高氯酸碳酰肼盐与硝酸碳酰肼盐系列化合物的晶格能与感度性能关系(英)

为了研究晶格能与感度之间的关系,采用微热量计测定了[M(CHZ)3](NO3)2和[M(CHZ)3](ClO4)2 (M=Mn, Zn, Ni)在去离子水中的溶解焓并计算出它们的标准摩尔溶解焓,根据卡普廷斯基经验公式计算了它们的晶格能,得出配阳离子半径[M(CHZ)3]2+ (M=Mn, Zn, Ni)分别为2.12(A), 1.89(A)和2.70(A);讨论了晶格能与机械感度之间的关系: 相同外阴离子系列中配合物的晶格能越大,感度越小,并且高氯酸碳酰肼盐要比相应的硝酸碳酰肼盐的晶格能低,感度最高的为[Ni(CHZ)3](ClO4)2,最钝感的为[Zn(CHZ)3](NO3)2.     

NTO铅铜衍生物对AP-CMDB推进剂燃烧性能和热分解的影响

研究了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)的铅盐、铜盐和铜正盐对AP-CMDB推进剂燃烧性能和热分解特性的影响。结果表明,NTO铅铜衍生物均可促进AP-CMDB推进剂中双基粘合剂体系NC/NG的受热分解,使AP-CMDB推进剂较低压强(1～7MPa)下的燃速提高,较高压强(10～20MPa)下的燃速降低,并使推进剂的燃速压强指数降低。NTO铜正盐可同时促进AP-CMDB推进剂中粘合剂体系NC/NG和氧化剂AP的热分解,对该推进剂燃烧性能的催化效果最佳。     

高纯3,3'-二氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱(DAOAF)的合成工艺

以乙二醛和盐酸羟胺为原料,经一步法合成中间体3,4-二氨基呋咱(DAF),收率48.0%,纯度99.8%。在NaHCO_3溶液缓冲体系中,DAF经过硫酸氢钾(KHSO_5·0.5KHSO_4·0.5K_2SO_4)氧化制得3,3'-二氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱(DAOAF),采用IR、~1H NMR、MS等对其结构进行确证,通过高效液相色谱的面积归一化法测定产品纯度并定性、定量分析产品中所含杂质。考查了氧化反应中反应物投料比、反应时间与温度对收率的影响,获得最佳合成工艺为:n(DAF)∶n(NaHCO_3)∶n(KHSO_5·0.5KHSO_4·0.5K_2SO_4)=1∶6∶4,反应时间5 h,反应温度20~25℃,粗品收率为84.1%,纯度98.2%。粗品DAOAF经HPLC分析确定杂质为DAF、副产物DAAF和ANF。粗品于95℃经DMF重结晶可有效除去杂质,从而制得高纯DAOAF(纯度99.6%),总回收率为86.6%。     

5-Nitro-1,2,4-triazole-3-one: A review of recent advances（英）

The 3-Nitro-1,2,4-triazole-5-one (NTO) is a high energydensity materials of keen interest for both commercial and scientific worlds owing to its reduced sensitivity, better thermal stability and high performances. It plays a significant role to replace the current energetic ingredients. In this review, we summarize various strategies involved in the synthesis of NTO as well as the existing approaches to tailor its particle morphology and sizes. The most prominent properties of NTO, such as insensitivity and performance, which are usually required to produce efficient formulations,have been concisely discussed. In addition, this overview reports on some newer forms of NTO including derivatives and co-crystals available inthe literature, which can enhance the NTO features and extend its applications. The advantages and shortcomings of various NTO forms for specific and potential use are also highlighted together with the attempts made to overcome these issues. Therefore, efforts will certainly continue to improve characteristics and performances of NTO either by chemical modification or by co-crystallization in order to produce promisingformulations for widespread applications in the near future.