高效含能燃烧催化剂对双基推进剂燃烧性能的影响

研究了含能有机铅、铜盐即3-硝基-1,2,4-三唑-5酮(NTO)和4-硝基咪唑铅、铜盐及其复配体系对双基推进剂燃烧性能和燃烧残渣率的影响.结果表明,NTO和4-硝基咪唑铅、铜盐及其复配体系均可明显提高双基推进剂的燃速,降低推进剂的压强指数;NTO和4-硝基咪唑铅、铜盐与炭黑形成的铅/铜/炭燃烧催化剂复配体系使双基推进...     

铜-铅-炭复合燃速催化剂的制备及性能

以铜-铅螯合物为活性组分,介孔炭为载体,采用反应沉淀制备了铜-铅-炭复合燃速催化剂.通过N2吸附-脱附、SEM、TG和DSC等对其进行表征.结果表明,铜-铅螯合物呈不规则球形,铜铅-炭复合催化剂呈球花状.BET比表面积为28 m2/g,孔容为0.012 cm3/g.在20 MPa压强下含铜-铅-炭复合催化剂的双基推进剂...     

含N,N-二硝基哌嗪无烟改性双基推进剂的燃烧性能

以CMDB推进剂为基础,用N,N-二硝基哌嗪(DNP)替代推进剂中的RDX,研究了DNP含量、燃烧稳定剂(CaCO3、TiO2、MgO及Al2O3)、燃烧催化剂(铅盐、铅盐/铜盐、铅盐/铜盐/炭黑)对DNP-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,DNP可明显降低无烟CMDB推进剂的燃速,当DNP完全替代RDX时,在18MPa压强下推进剂的燃速降低约68%;铅盐/铜盐/炭黑燃烧催化剂复配体系能够有效降低DNP-CMDB推进剂的燃速压强指数,使其出现平台燃烧效应。     

低燃速低燃温双基推进剂燃烧性能的调节

为调节低燃速燃温双基推进剂的燃烧性能(燃速及压强指数)，探索铅、铜盐和碳黑等燃烧催化剂在该类推进剂中的催化效果，从理论燃温在900～1700K的低燃速双基推进剂中选出4种作为基础配方，分别加入不同种类的铅盐、铜盐及碳黑等燃烧催化剂，改变催化剂的加入量及搭配关系，进行了一系列试验研究。同时还研究了辅助增塑剂对推进剂燃烧性能的影响。结果表明，常规的铅、铜盐和碳黑等催化剂在低燃速低燃温推进剂中仍能发挥催化作用，作用效果与催化剂的品种及加入量相关，特别是使用复合催化剂时，对燃烧性能的调节更为有效。不同品种的辅助增塑剂对燃烧性能也有影响。     

一种非铅催化硝胺改性双基低燃速低燃温推进剂

为降低双基低燃速低燃温推进剂的燃速、燃温,将含能添加剂PQ加入含HMX的CMDB推进剂中。研究了含能添加剂PQ与HMX复配后部分取代配方中的NC和NG对燃速、燃温的影响,并采用常规的Pb—Cu盐复合催化剂和非铅催化剂体系对该配方体系的燃烧性能进行了调节。结果表明,加入适量的复合含能添加剂能有效降低推进剂的燃速和燃温,可使推进剂理论燃温低于1200K,燃速低于2．5mm／s（10MPa,20℃）;与常规Pb—Cu盐催化剂相比,非铅催化剂的催化效率更高,配方的燃烧性能更好,压强指数可低至0．16（3～7MPa）,获得平台燃烧。含能添加剂PQ降低燃速、燃温的原因是加入PQ后,推进剂的能量水平下降以及PQ在分解时的熔化吸热降低了化学反应速率。     

低燃速低燃温双基推进剂的催化燃烧

研究了含普通铅、铜盐催化剂的低燃速、低燃温双基推进剂的燃烧性能、热分解性能及熄火表面形貌特征和元素分布。观察到如下试验现象：(1)熄火试样表面元素分布不均匀,C元素和催化剂在熄火表面均有不同程度的积累;(2)含催化剂的试样燃烧熄火表面有大小不等的球体出现,催化剂不同,形成的球体直径分布不同,球体成分以Pb为主,兼有少量其它元素,各球体相互连接形成链状、短枝状;(3)含和不含催化剂的配方未燃表面无球体出现。结果表明,适用于普通双基推进剂的铅、铜盐催化剂在低燃速低燃温双基推进剂中同样具有催化作用,对热分解性能也有重要影响。     

燃烧催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响

采用靶线法测试了2~15MPa下含CL-20无烟NEPE推进剂的燃速,通过调节不同种类燃烧催化剂(铅盐、铜盐和炭黑)及其复配催化剂,研究了催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响。分析了含CL-20和催化剂的无烟NEPE推进剂的催化作用机理。结果表明,随着CL-20含量的增加,推进剂的燃速明显增大,当CL-20质量分数为30%时,15 MPa下推进剂的燃速可提高68%。与单组分催化剂和多组分催化剂相比,复配后的双组分燃烧催化剂对推进剂燃速的催化效果最明显,含NTO-Pb/AD-Cu复配催化剂的推进剂在15MPa下的燃速增至25.66mm/s。φ-Pb/乙炔炭黑燃烧催化剂使推进剂在10~15MPa出现平台燃烧,燃速压强指数降至0.22,在2~15MPa下降至0.52。     

复合催化剂对A1—HMX—CMDB推进剂燃烧性能影响的研究

讨论了用锡酸铅、铜盐和CB复合的催化剂对Al-HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。复合催化剂使该推进剂在10～22 MPa下,n<0.3、燃速可在27～35 mm/s之间调节。该推进剂产生的超速和平台效应,主要是在燃烧过程中C、SnO_2是活性组分Pb、PbO(或CuO)的载体,增强了Pb、PbO(或CuO)的催化性能,使该催化剂有良好的催化活性。     

复合催化剂对Al-HMX—CMDB推进剂燃烧性能影响的研究

讨论了用锡酸铅、铜盐和CB复合的催化剂对Al-HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。复合催化剂使该推进剂在10～22 MPa下,n<0.3、燃速可在27～35 mm/s之间调节。该推进剂产生的超速和平台效应,主要是在燃烧过程中C、SnO_2是活性组分Pb、PbO(或CuO)的载体,增强了Pb、PbO(或CuO)的催化性能,使该催化剂有良好的催化活性。     

铜盐对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

研究了6种铜盐(DBC、CNI、NT-Cu、B-Cu、S-Cu、A-Cu)以及铜盐/炭黑复配体系对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响,用扫描电镜和元素分析测试了推进剂的熄火表面.结果表明,铜盐可降低RDX-CMDB推进剂在16～22 MPa的压强指数;在10～22 MPa,铜盐和铜/炭黑混合物对RDX-CMDB推进剂燃烧特性的影响不显著.铜盐催化剂以及铜盐和炭黑复配催化剂对推进剂的燃烧反应有一定的促进作用.     

多硝基吡啶类化合物的合成及应用研究进展

综述了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶(ANPy)及其氧化物(ANPyO)、2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶(TANPy)及其氧化物(TANPyO)、2,4,6-三硝基吡啶(TNPy)及其氧化物(TNPyO)等多硝基吡啶类含能化合物的合成及应用研究进展。ANPyO的爆轰性能和安全性能与三氨基三硝基苯(TATB)接近,可作为高能钝感炸药;理论预测TANPy比TATB钝感;TNPyO具有良好的热稳定性和化学稳定性。预计这些多硝基吡啶类含能化合物在钝感炸药、低易损发射药和钝感推进剂领域中有良好的应用前景。     

铅盐催化剂对GAP少烟推进剂燃烧性能的影响

采用DSC研究了不同形貌的铅盐催化剂CH-Ⅰ和CH-Ⅱ对AP热分解行为的影响,获得了其热分解反应的动力学参数,并考察了催化剂对GAP少烟推进剂燃烧性能的影响。结果表明,铅盐催化剂能够降低AP的低温分解反应活化能,提高高温分解反应速率。在GAP少烟推进剂中,加入铅盐催化剂CH-Ⅰ和CH-Ⅱ,能够显著提高其高压下的燃速,15~25MPa内的压强指数分别由不加催化剂时的0.46降至0.35和0.34。AP的热分解行为与GAP少烟推进剂燃烧紧密相关。AP热分解反应的加快是推进剂燃速提升的主要原因,催化剂的催化活性与其形貌和粒度有关。催化剂CH-Ⅱ的催化效果优于催化剂CH-Ⅰ。     

炭黑粒度对CMDB推进剂燃烧性能的影响

用燃速测试、扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱仪(EDS)研究了炭黑粒度对复合改性双基(CMDB)推进剂燃烧性能和熄火表面的影响.结果表明,将炭黑与铅、铜盐催化剂复配使用能够大幅度提高CMDB推进剂的燃速并降低压强指数,且炭黑粒度越小效果越显著,这可能与炭黑对铅、铜盐凝聚的阻滞作用有关.     

复合固体推进剂用新型二茂铁类燃速催化剂研究进展

二茂铁及其衍生物是一类性能良好的复合固体推进剂燃速催化剂,较少的添加量便可调控推进剂的燃烧性能。然而结构简单、分子量小的二茂铁类燃速催化剂存在易迁移和易挥发等缺点,严重影响了推进剂装药的贮存寿命、使用可靠性及环境适应性。因此设计和合成具有低迁移、低挥发和高催化效率的二茂铁类燃速催化剂便成为这一领域研究的关键点。本文介绍了近年来已报道的新型二茂铁类燃速催化剂的合成方法、抗迁移挥发性和催化性能,指出了其存在的问题,并对该领域今后的研究方向进行了展望。低分子量的二茂铁化合物合成相对简单,催化性能优异,但迁移挥发趋势依然存在;二茂铁聚合物分子量大,能彻底解决二茂铁的迁移问题,但催化效率较低,合成工艺复杂。在这些新型燃速催化剂中,含能离子型二茂铁化合物迁移挥发性低、易于合成修饰、热稳定性好且高含氮量,有利于提高推进剂的能量水平,具有广阔的应用前景。     

Synthesis and Characterization of Methylnitramino-Substituted pyridines and triazines

Four new explosives with heteroaromatic structure were obtained by methylaminolysis of suitable intermediates and subsequent nitration: 2-methylnitramino-3,5-dinitropyridine (2-MNP), the isomeric 4-methylnitramino-3,5-dinitropyridine (4-MNP), the tetranitro compound 2,6-bis(methylnitramino)-3,5-dinitropyridine (2,6-BMNP) and the triazine derivative 2,4,6-tris(methylnitramino)-1,3,5-triazine (TMNT). This paper describes synthesis, the characterization by IR and NMR spectroscopy, and the thermal behaviour of these compounds. Their density and detonation velocity as well as the results from sensitivity tests are given.     

Ballistic Modification of Composite Modified Double-Base Propellants containing ammonium perchlorate

The effect of certain lead and copper salts of organic acids and metallic oxides was studied on the burning rates and heat of explosion of CMDB propellants containing AP. Among lead and copper salts, basic lead salicylate gave increased burning rates, whereas lead methylene disalicylate and basic copper salicylate did not produce catalytic effect. In the case of metallic oxides, ferric oxide and cobalt oxide gave better catalytic activity than copper and chromium oxides. On crosslinking of nitrocellulose with an isocyanate, catalytic activity of ballistic modifiers was reduced. Burning rates obtained in a rocket motor (2-kg propellant) were higher by about 15%-20% than by strand burner (Crawford Bomb) method.     

2-氨基-6-羟基-3,5-二硝基吡啶的合成探索

2-氨基-6-羟基-3,5-二硝基吡啶(AHDNP)是合成聚对苯亚乙基吡啶并咪 二唑(PPIO)重要前体.本文以2,6-二氯吡啶为原料经单硝化、单氨解、再硝化先合成中间体2-氨基-6-氯-3,5-二硝基吡啶(ACDNP),纯度为95.60%,总收率41.00%以上;最后在K₂CO₃的碱性水溶液中70℃条件下单水解,成功合成出AHDNP,提纯后总收率为82.07%,纯度为98.13%.AHDNP的结构经过FT-IR、MS、¹³C NMR 准确定性和表征.合成过程操作方便、产品质量优异、经济性良好及易于产业化,为进一步研发合成新型高性能材料PPIO及其新单体提供技术基础及中间体来源.     

两种新型2-偕二硝甲基-5-硝基四唑含能离子盐的合成、表征及性能预估

以氨基-1,2,4-三唑和2-偕二硝甲基-5-硝基四唑(HDNMNT)为原料,通过中和反应合成出两种新型含能离子盐——2-偕二硝甲基-5-硝基四唑3-氨基-1,2,4-三唑盐(3-ATDNMNT)和2-偕二硝甲基-5-硝基四唑4-氨基-1,2,4-三唑盐(4-ATDNMNT),收率分别为95.4%和96.7%;利用FT-IR、1 H NMR、13C NMR、15 N NMR及元素分析等方法对其结构进行表征;采用量子化学方法计算了3-ATDNMNT和4-ATDNMNT的爆轰性能;在标准状态下(膨胀比为70∶1),利用最小自由能原理,分别计算了两种离子盐在丁羟复合推进剂中的能量性能。结果表明,3-ATDNMNT的爆速和爆压分别为8.587km/s和33.58GPa,4-ATDNMNT的爆速和爆压分别为8.693km/s和34.31GPa。以3-ATDNMNT部分取代丁羟复合推进剂中的AP后,丁羟复合推进剂的理论比冲可达2 635.7N·s/kg。以4-ATDNMNT部分取代丁羟复合推进剂中的AP后,当HTPB、Al、AP及4-ATDNMNT各组分质量分数分别为10%、5%、15%及70%时,获得该丁羟复合推进剂的最高理论比冲为2 677.2N·s/kg。