LLM-105的Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)含能配合物:热分解特性及与HMX相容性

为了研究LLM-105(2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物)与过渡金属Cu和Co配合物的热分解特性及其相容性,合成了LLM-105与Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)的配合物,用傅里叶变换红外光谱和粉末X射线衍射表征其结构。采用差示扫描量热法(DSC)测试了不同升温速率下Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)配合物的分解温度,并用Kissinger法和Ozawa-Doyle法计算了其表观活化能(E)和指前因子(A);利用转化率(α)和与其对应的温度(T),得到不同转化率下活化能随温度变化曲线。利用DSC测试了Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)配合物与HMX在不同质量比下混合炸药的分解温度,并对其相容性进行了分析,结果表明,Cu(Ⅱ)配合物与HMX相容性较好,且优于Co(Ⅲ)配合物。     

2,6-二乙酰氨基吡嗪-1-氧化物硝化反应研究

研究了2,6-二乙酰氨基吡嗪-1-氧化物在硝硫混酸和发烟硝酸/酸性离子液体中的硝化反应。在混酸硝化体系中,考察了混酸硝化剂类型对产物2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)收率和纯度的影响。在发烟硝酸/N,N,N-三甲基-N-丙磺酸基-硫酸氢铵(TMPSHSO4)硝化体系中,考察了在酸性离子液体催化条件下酸性离子液体使用量、硝解反应温度、酸性离子液体重复使用次数对LLM-105收率和纯度的影响。结果表明:混酸硝化体系中,2,6-二乙酰氨基吡嗪-1-氧化物的最佳硝化剂为KNO3和质量分数20%发烟硫酸,LLM-105的收率为72.5%,质量分数为98.6%。发烟硝酸/酸性离子液体硝化体系中,最佳反应条件为:TMPSHSO4与2,6-二乙酰氨基吡嗪-1-氧化物的物质的量的比为0.051.00,硝解温度为75℃,LLM-105收率为64.8%,质量分数为98.5%,TMPSHSO4经回收可重复使用3次。相对而言,以发烟硝酸/TMPSHSO4为硝化剂合成LLM-105更具优势。用1H NMR、IR和MS对LLM-105的结构进行了表征。     

新型含能材料LLM-105的研究进展

主要介绍了新型高能低感炸药1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)的国内外研究现状.通过对其合成、性能、理论计算等方面研究情况的分析,指出了目前研究中存在的一些问题和不足,同时展望了LLM-105未来的研究方向.     

LLM-105 Pb(Ⅱ)含能配合物的合成及对AP的热分解催化作用

合成了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)Pb(Ⅱ)含能配合物,采用FT-IR和元素分析表征并分析了其结构,该含能盐分子式为Pb(C4H2N6O5)。测试了LLM-105 Pb(Ⅱ)含能配合物的撞击感度和摩擦感度,感度值分别为102 cm和18%。采用TG-DTG和DSC技术研究了LLM-105 Pb(Ⅱ)含能配合物的热分解行为,配合物有一个分解放热峰,峰温为240.7℃,热分解剩余残渣量为56.2%。采用TG-DTG和DSC技术研究了LLM-105 Pb(Ⅱ)含能配合物对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,结果表明:LLM-105 Pb(Ⅱ)含能配合物可使AP热分解速度加快,高温分解峰温提前63.8℃,对AP的热分解具有良好的催化效果。     

二硝基乙腈钾与火药组分相容性的DSC法评估

为了了解二硝基乙腈钾(DNCK)与火药常用组分之间的相容性,采用差示扫描量热法（DSC）研究了DNCK与这些组分之间的相互作用。结果表明:DNCK与DAGR吸收药、DA吸收药、硝化棉（NC）、硝基胍（NQ）、叠氮硝胺（DIANP）、1,3-二甲基-1,3-二苯基脲（C2）、2-硝基二苯胺（2-NDPA）相容性良好;与六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）和N 甲基-4-硝基苯胺（MNA）轻微敏感;与黑索今（RDX）、三羟甲基乙烷三硝酸酯（TMETN）和间苯二酚（Res）敏感;DNCK与奥克托今（HMX）和N-丁基硝氧乙基硝胺（BUNENA）混合体系的分解峰温较HMX和BUNENA单质组分分别提前了35.2 ℃和17.4 ℃,因此,与HMX和BUNENA不相容。     

高温耐热炸药的研究现状与发展

详细介绍了2,2',4,4',6,6'-六硝基二苯基乙烯(HNS)、1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)、2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪(LLM—105)、皮威克斯(PYX)、塔考特(TACOT)、九硝基联三苯(NONA)等几种高温耐热单质炸药的性能与合成工艺。论述了国内外高温耐热混合炸药的研究现状和发展趋势,对比了国内外对高温耐热炸药研究的差距。根据研究差距,建议在高温耐热火炸药的研究方面做好两方面的工作,一是做好高温耐热单质炸药的工程化研究以降低成本、增加产率;二是建立高温耐热混合炸药的试验标准,开展以NONA、TACOT等为基的熔点温度在350℃以上的高温耐热混合炸药的研究。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的热安全特性分析

采用差示扫描量热仪(DSC)对2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)进行线性升温实验,分析其热分解特性。通过Kissinger和Friedman模型对DSC曲线进行动力学计算,并结合热平衡方程计算其绝热诱导期(TMRad)及自加速分解温度(θ_sad)。结果表明:LLM-105的初始分解温度、最高分解温度、分解完成温度均随着升温速率的增加而向高温方向移动,平均分解热为718.7 J/g。通过Kissinger模型计算得到的表观活化能为358.2 kJ/mol;而通过Friedman模型的计算曲线可知,LLM-105在不同反应阶段中具有不同反应。当绝热诱导期为2.0、4.0、8.0 h时,对应温度分别为296.8、290.7、284.7 ℃。当质量分别取5.0、15.0、25.0、50.0 kg时,自加速分解温度分别为267.0、265.0、262.0、259.0 ℃。随着包装质量的增加,分解放出的热量交换到周围环境中的难度就会越大,安全性也进一步降低。因此,在储存LLM-105时,必须控制一定的药品尺寸及良好的通风条件,以保证其储存安全。     

几种可溶性聚酰亚胺的合成与性能表征

以3,5-二硝基溴苯与对甲基苯酚为原料,合成出中间产物3,5-二硝基-4'-甲基-二苯基醚,再用钯/碳还原得到芳香二胺单体3,5-二氨基-4'-甲基-二苯基醚,以此芳香二胺和四种不同芳香二酐为单体,通过低温聚合反应合成了高分子量的聚酰胺酸,热亚胺化的产物在极性强的溶剂中具有较好的溶解性.差示扫描量热(DSC)和热重法(...     

3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐在CMDB推进剂中的应用

以复合改性双基(CMDB)推进剂为基础,研究了3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐(HDNAT)与推进剂主要组分间的相容性,以及用HDNAT替代推进剂中的RDX/HMX对推进剂燃烧性能的影响。结果表明,HDNAT与CMDB推进剂主要组分HMX、NC、NG、RDX相容性良好,与DINA相容性不佳,但由于配方中DINA的质量分数仅为3%~5%,HDNAT可安全应用于该类推进剂配方中;RDX-CMDB及HMX-CMDB推进剂中加入一定量HDNAT可大幅度提高燃速,其中HMX-CMDB推进剂中HDNAT质量分数达到20%时,10MPa燃速可突破40mm/s。     

1-取代的4-硝基咪唑含能衍生物的合成、表征及热分解性能?

以4-硝基咪唑为原料,通过与2-氨基-3,5-二硝基-6-氯吡啶、2,6-二氯-3-硝基吡啶缩合,合成出未见文献报道的化合物6-(4-硝基-咪唑-1-基)-2-氨基-3,5-二硝基吡啶(1#)及6-氯-3-硝基-2-(4-硝基-咪唑-1-基)-吡啶(3#),收率分别为65%、52%;并采用此种方法优化了3-硝基-2-(4-硝基-咪唑-1-基)-吡啶(2#)的合成,收率为85%。进一步尝试了化合物3#的叠氮化反应,得到5-叠氮基-6-硝基四唑基[1,5-a]吡啶(4#)。采用核磁共振、质谱、红外光谱、元素分析等方法对相关化合物的结构进行了表征。利用TG和DSC分析法研究了化合物1#的热行为,结果表明:化合物1#的初始分解温度为221.83℃,分解放热总量为302.65 k J/mol,热失重温度范围为209.17~398.67℃,累计热失重71.84%。     

Fabrication of rectangular 2,6-diamino-3,5-dinitropyrazine-1-oxide Microtubes

Rectangular 2,6-diamino-3,5-dinitropyrazine-1-oxide (LLM-105) microtubes were prepared via a simple recrystallization process using [Bmim]CF₃SO₃ as good solvent and water as poor solvent. The microtube is of average diameter of about 10 μm and has a unique rectangular cross-section architecture. Based on the analysis of scanning electron microscopy (SEM) and X-ray powder diffraction (XRD), a tentative formation mechanism of rectangular LLM-105 microtubes was proposed as an etching process. Differential scanning calorimetric (DSC) and thermogravimetric (TG) curves revealed that a shift of approximately 22 °C toward lower temperature in the exothermic peak was observed for LLM-105 microtubes in comparison with LLM-105 raw material.     

ANPyO/LLM-105混晶及其造型粉性能和应用研究

研究了ANPyO与LLM-105混晶及其造型粉的性能和应用。以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用重结晶法制备了ANPyO/LLM-105混晶,通过扫描电镜、TG、真空安定性、安全性能等测试对ANPyO/LLM-105混晶进行了结构表征和性能表征。结果表明,SEM测试显示ANPyO/LLM-105混晶形状规则,表面光滑。ANPyO/LLM-105混晶的TG曲线图形与ANPyO、LLM-105的TG曲线图形接近。混晶200℃,48 h真空安定性测试放气量为0.21mL/g,撞击感度138 cm,摩擦感度30%,冲击波感度7.0 mm。以F2311为黏结剂,采用水悬浮法制备了混晶造型粉,通过耐热性、爆速、起爆和穿深测试对造型粉进行了性能表征。结果表明,造型粉混合炸药爆速为7 350 m/s(1.75g/cm3);装药压力5.50 MPa,装药密度为1.77 g/cm3时,可被油田导爆索稳定起爆,穿深为142 mm×10.0 mm。总体来说,ANPyO/LLM-105混晶及其混合炸药安全性能和爆炸性能与ANPyO相当,冲击波感度略高于ANPyO。     

Effect of organic additives on the mitigation of volatility of 1-nitro-3,3'-dinitroazetidine (TNAZ): next generation powerful melt cast able high energy material

1-Nitro-3,3'-dinitroazetidine (TNAZ) was synthesized based on the lines of reported method. Thermolysis studies on synthesized and characterized TNAZ using differential scanning calorimetry (DSC) and hyphenated TG-FT-IR techniques were undertaken to generate data on decomposition pattern. FT-IR of decomposition products of TNAZ revealed the evolution of oxides of nitrogen and HCN containing species suggesting the cleavage of C/N-NO(2) bond accompanied with the collapse of ring structure. The effect of incorporation of 15% additives namely, 3-amino-1,2,4-triazole (AT), 3,5-diamino-1,2,4-triazole (DAT), carbohydrazide (CHZ), 5,7-dinitrobenzofuroxan (DNBF), bis (2,2-dinitropropyl) succinate (BNPS), triaminoguanidinium nitrate (TAGN), 2,4,6-trinitrobenzoic acid (TNBA) and nitroguanidine (NQ) on the volatility of TNAZ was investigated by undertaking thermogravimetric analysis. The TG pattern brings out the potential of BNPS and TAGN as additives to mitigate the volatility of TNAZ. The influence of additives on thermal decomposition of pattern of TNAZ was also investigated by DSC. The DSC results indicated that the additives did not have appreciable effect on the melting point of TNAZ. Scanning electron microscopic (SEM) studies were carried out to investigate the effect of additives on morphology of TNAZ. This paper also discusses the possible mechanism involved in between the TNAZ and TAGN and BNPS. It appears that the formation of charge transfer complex formation between the TNAZ and TAGN/BNPS. The effect of addition of high explosives such as CL-20, HMX and RDX on thermo-physical characteristics of TNAZ is also reported in this paper.     

高速撞击下温压炸药的响应敏感性

采用自行设计的动态加载装置对HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基3种温压炸药撞击响应规律进行了研究,获得炸药的临界点火速度,并通过密闭燃烧罐分析撞击后回收试样的燃烧特性。结果表明:3种温压炸药药柱在高速撞击下均经历了冲击、塑性变形、破碎飞散和点火反应阶段;HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药的临界点火速度分别为302.9、312.3 m/s和315.3 m/s,NTO和FOX-7能够提高温压炸药的临界点火速度;分析撞击后回收试样的燃烧特性发现,与HMX基温压炸药相比,HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药升压时间分别增加了103.6%和103.3%,升压速率分别降低了17.3%和21.1%,且撞击后的燃烧速率显著降低。     

CL-20基薄膜炸药的爆轰特性研究

采用重结晶方法细化的CL-20炸药进行CL-20基薄膜炸药制备。研究了CL-20基薄膜炸药的爆轰性能、熄爆厚度和拐角效应,并与HMX基薄膜炸药进行对比。研究结果表明:在装药相对密度为85%时,CL-20基和HMX基薄膜炸药的爆速分别为8 393 m/s和8 069 m/s;CL-20基和HMX基薄膜炸药的熄爆厚度分别为0.23 mm和0.41 mm;相比HMX基薄膜炸药,CL-20基薄膜炸药的熄爆厚度更小,传爆能力更强。     

Synthesis,characterisation and catalytic activity of cadmium cobaltite nanoparticles: part 87

In this paper, we report the synthesis of cadmium cobaltite nanoparticles (CCNs) and their characterisation by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and transmission electron microscope (TEM). The particles are spherical in shape and the average particle size is of the order of 20–30 nm. Its catalytic activity was investigated through the thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP), composite solid propellants (CSPs), 5-nitro-2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-one (NTO) and 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyclooctane (HMX) using thermogravimetry (TG), TG coupled with differential scanning calorimetry (TG-DSC) and ignition delay measurements. The kinetics of thermal decomposition of AP + CCNs has also been investigated using isoconversional and model-fitting approaches, which have been applied to data for isothermal TG decomposition. The burning rate of CSPs was considerably enhanced by these nanoparticles. The ignition delays and activation energies are found to decrease when CCNs were incorporated in the system. The addition of CCNs to AP led to a shifting of the high-temperature decomposition peak towards lower temperature. All these studies show enhancement in the rate of decomposition of AP, NTO, HMX and CSPs.     

高分子复合黏胶体系对CL-20包覆及性能的影响

为了降低CL-20的机械感度,选择聚丙烯酸酯橡胶（HyTemp）和聚氨酯（TPU）作为黏结剂,微晶蜡作为钝感剂,对CL-20晶体表面进行包覆,分别制备了CL-20/HyTemp/微晶蜡、CL-20/TPU/微晶蜡、CL-20/HyTemp复配TPU/微晶蜡3种样品。分别通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、差示扫描量热仪（DSC）、机械感度仪来表征样品的表面包覆情况、晶体结构、热稳定性以及机械感度。结果显示:HyTemp、TPU和微晶蜡都能有效包覆CL-20;且3种样品中CL-20的晶型仍为ε型,未发生改变。与包覆前相比,3种样品中氮元素含量均有大幅度的降低,包覆程度较高。其中,高分子复合黏结剂（HyTemp复配TPU）包覆样品的表面更为紧凑密实。与原料CL-20相比,复合黏结剂包覆样品的表观活化能提高了164.45 kJ/mol,熵变和焓变也有较大提升,反应活性降低,热稳定性明显改善;临界载荷由原料CL-20的60 N提高到了288 N,撞击感度也比原料CL-20降低了3.6 J,降感效果显著。采用HyTemp复配TPU作为黏结剂包覆的样品综合性能最好。