俄罗斯 ADN 的热分解及其推进剂燃烧研究情况

主要介绍了俄罗斯在硝酸铵对结晶二硝酰胺铵（ＡＤＮ）分解的影响、水对结晶ＡＤＮ分解的影响和“反常分解”、ＡＤＮ及其推进剂的燃烧等方面所进行的研究和重要结论。     

二硝酰胺铵热分解机理的理论研究进展

介绍了二硝酰胺铵(ADN)热分解反应的基本性质。总结了ADN分解反应的理论研究结果。分析了溶剂对DN-模型中ADN分解行为的影响,比较了二硝酰胺酸(HDN)、二硝酰胺酸二聚体(HDN2)及其二硝酰胺铵二聚体(ADN2)簇模型中不同质子转移异构体分解的优势路径,以及分子内和分子间双质子转移过程对不同异构体的形成和分解反应的影响。讨论了微量水在(H2O)n…NH4+[ON(O)NNO2]-(n=1,2,3)和ADN2簇模型中对ADN反常分解行为的原因。不同理论模型在一定程度上揭示了ADN分解反应的本质,在较大ADNn簇中获得的动力学参数与实验结果吻合更好。研究认为,对ADN体系分解产生的各中间体之间的交叉反应以及将QM-MM方法用于较大ADNn簇和溶剂化模型的研究,对理解ADN复杂分解反应以及获得其应用过程所涉及的相关热力学和动力学参数具有重要作用。     

碳酸铅催化二硝酰胺铵的燃烧特性和热分解行为研究

通过燃速测定、差示扫描量热法（DSC）和热失重法（TG）研究了碳酸铅（PbCO3）对二硝酰胺铵（ADN）热分解和燃烧性能的影响。在3～12MPa范围内，ADN＋5％ PbCO3＋0．2％石蜡的燃速高于ADN＋0．2％石蜡，PbCO3使ADN＋0．2％石蜡的麦撤燃烧特性消失。TG和DSC分析表明，PbCO3可以降低ADN的初始热分解温度；ADN＋5％ PbCO3与纯ADN相同失重时对应两者的温度之差随质量损失增加而减小。动力学分析显示，加入5％PbCO3后，ADN热分解表观活化能降低。分析认为，ADN＋5％PbCO3＋0．2％石蜡和ADN＋0．2％石蜡燃烧特性与其表面的ADN熔化层的特征存在关联。     

ADN的热分解性能研究

用气相色谱－质谱联机技术研究了二硝酰胺铵（ＡＤＮ）的热分解行为。结果表明,二硝酰胺铵在１２０℃以上即开始分解,主要分解产物为ＮＨ４ＮＯ３和Ｎ２Ｏ,在更高温度下ＮＨ４ＮＯ３再分解为Ｎ２Ｏ和Ｈ２Ｏ,并发生一些副反应生成ＮＯ、ＮＯ２和Ｈ２Ｏ等。     

ADN的热分解及其推进剂燃烧研究的最新进展

综述了近年来国外有关ＡＤＮ热分解及其推进剂燃烧研究的最新成果。重点分析了ＡＤＮ热分解机理、安定性和燃烧机理,讨论了ＡＤＮ的应用前景。     

富勒烯乙二胺二硝酰胺盐的制备、表征及热分解特性

以富勒烯乙二胺硝酸盐和二硝酰胺铵(ADN)为原料,通过离子交换反应制备了富勒烯乙二胺二硝酰胺盐,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析和X射线光电子能谱(XPS)等对其结构进行了表征。结果表明,富勒烯乙二胺二硝酰胺盐的分子式为H12C60(HNCH2C H2NH2·HN(NO2)2)12。用差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC)和热重-微分热重分析(TG-DTG)研究其热分解特性。DSC曲线表明富勒烯乙二胺二硝酰胺盐于150℃开始分解,热分解峰温为203℃,分解焓为1037.7 J·g-1。TG曲线表明,100~800℃范围内,总失重率49.68%,主要是N(NO2)-2分解和部分支链分解。     

二硝酰胺铵产品的杂质分离及纯度分析

提出了二硝酰胺铵（ADN）产品的杂质分离及纯度分析的实用方法。结果表明，MIBK不仅是分离ADN产品的杂质硝酸铵（AN）的有效溶剂，而且是化学滴定ADN的良好介质。纯度分析的精密度好，变异系数不大于0．19％ ，准确度高，本法与碱量法相比，两种方法测定结果的相对偏差不大于0．25％。     

吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵推进性能影响

为研究吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵（ADN）-丙酮基液体推进剂的推进性能的影响,将ADN液体工质在0~80%区间内,按照10%为等比例间距,与吸收剂充分混合构成不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂。利用近红外光谱仪测量装置对不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂的吸收系数进行测量与计算;在激光能量60 mJ,液膜厚度300 μm的工况下,利用高精度扭摆对激光烧蚀不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂所产生的冲量进行测量。实验结果表明：随着ADN含量的增加,吸收系数呈现下降趋势。当ADN含量达到30%时,冲量取得峰值并随后不断下降,当ADN含量达到80%时,冲量又产生一个大幅度上升。分析认为,ADN含量为30%~70%时冲量不断下降主要原因是由于吸收系数的下降导致推进剂所沉积的激光能量变少引起的,而ADN含量为80%处的冲量大幅度上升则是由于吸收系数趋于0的推进剂与基底构成“水炮靶”,激光烧蚀基底容器,推进剂起到约束作用而造成的。     

二硝酰胺铵盐的热分解特性

对不含卤素的新高能氧化剂二硝酰胺铵盐进行了分析研究，明确了其热分解反应机理。根据差热及热重测量结果，二硝酰胺铵盐的分解活化能分别为：分解初期１１０ｋＪ／ｍｏｌ，分解终期１５０ｋＪ／ｍｏｌ。根据热分解气体的质量分析结果，二硝酰胺铵盐在９２℃熔解后分解出ＮＯ２，ＮＨ２ＯＨ和ＮＨ３。     

ADN的合成及性能研究(Ⅰ)

自行设计二硝酰胺铵（ＡＤＮ） 的合成方法,研究了合成ＡＤＮ的关键步骤（ 缩合反应、二次硝化等） ,在国内首次合成出ＡＤＮ。鉴定了ＡＤＮ的结构,测定了ＡＤＮ的熔点、感度、燃烧热。     

量气法研究ADN与(NC+NG)的相互作用

用 NBK型"拉瓦"量气测试系统研究了较高温度下二硝酰胺铵(ADN)与双基吸收药(NC NG)体系的相互作用,从动力学角度阐述了二者的相互作用.结果表明: ADN与(NC NG)混合物加热分解的最终放气量在标准状态下为626.8 mL·g-1,与ADN和(NC NG)最大放气量之和相比并没有增加,但分解速度显著提高,活化能显著降低至82.58 kJ·mol-1,ADN与(NC NG)之间存在强烈的相互作用.     

二硝酰胺胍(GDN)的晶体结构和热行为（英）

利用二硝酰胺铵(ADN)和盐酸胍在水溶液中合成了二硝酰胺胍([(NH2)2C NH2] N(NO2)2-,GDN),首次培养出了用于X射线衍射的无色透明单晶。GDN属三斜晶系,空间群为P-1,晶体结构参数为:a=0.8332(5)nm,b=0.9306(6)nm,c=0.9878(6)nm,α=84.659(11)°,β=69.213(12)°,γ=67.451(12)°,V=0.6605(7)nm3,Z=4,μ=0.159 mm-1,F(000)=344,Dcalc=1.671 g.cm-3。通过DSC和TG/DTG法研究了GDN的热行为,其中第三阶段为强烈的放热分解过程,分解反应的表观活化能和指前因子分别为118.75 kJ.mol-1和1010.86s-1。GDN热爆炸的临界温度为164.09℃。GDN比ADN有更好的热稳定性。     

二硝酰胺铵的合成及晶形控制研究

以氨基磺酸铵为原料,经过硝化反应、离子交换反应两步合成了二硝酰胺铵(ADN),对ADN进行了表征,利用Materials Studio软件中Growth Morphology方法模拟了ADN的晶体形态和结晶习性,分析了重要晶面的结构与溶剂和晶形控制剂的关系,并开展AND的重结晶实验研究。结果表明:在极性质子溶剂的影响下,ADN晶体会向长径比变大的方向生长,选择分子结构中具有负电子作用基团的晶体生长控制剂可减小ADN晶体的形状系数;在ADN的重结晶实验中,采用作用基团为NO3-的晶体生长控制剂制得块状ADN晶体,其形貌规则、长径比明显变小、表面光滑、分散性较好。实验结果与理论预测结果相符。     

二缩三乙二醇二硝酸酯的热分解性能

利用高压ＤＳＣ研究了含能材料二缩三乙二醇二硝酸酯（ＴＥＧＤＮ）的热分解特性,结果表明：常压下,ＴＥＧＤＮ 有一个分解放热峰,没有吸热峰;当压力为２ＭＰａ 时,此峰的峰形变得尖锐,峰温后移了５℃左右,放热量增加了一倍还多;压力再增大,则峰形、峰温、放热量的变化均不显著。通过研究获得了ＴＥＧＤＮ 的动力学参数,对ＴＥＧＤＮ分解机理也进行了分析讨论     

ADN推进剂的研究发展

二硝酰胺铵(ADN)是一种能量高、且不含卤素的新型氧化剂,用其取代固体推进剂中广泛使用的高氯酸铵(AP)或者硝酸铵,能大幅度地提高推进剂的能量,降低特征信号和减少环境污染,所以被认为是下一代低特征信号推进剂的候选氧化剂之一.重点介绍了国外在ADN推进剂研究领域取得的进展.     

二硝酰胺铵与异氰酸酯化合物的红外光谱研究

通过将ADN、ADN/N-100、ADN/TDI、ADN/IPDI分别在室温和45℃下处理后进行FTIR谱图分析，研究了二硝酰胺铵(ADN)与三种异氰酸酯化合物（TDI、N-100、IPDI）的相容性。研究表明，在室温和45℃下，ADN与N-100、TDI不相容而与IPDI相容。     

NEPE推进剂的热分解研究(Ⅱ)——HMX/RDX-NEPE推进剂的热分解

利用快速热裂角反位反应池（气体原位反应池）/快速扫描傅里叶变换红外光谱（RSF-FIR）和固体原位反应池/RSFT-IR联用装置，实时测定了HMX/RDX-NEPE推进剂气相及凝聚相热裂解产物，研究获得了在线性升温条件下该种推进剂的热分解特征，并讨论了其热分解机理。     

动态法研究ADN的吸湿性能

针对二硝酰胺铵(ADN)的强吸湿性及吸湿性研究的迫切性,建立了动态分析的新方法。采用快速分析方法研究了ADN的吸湿性能,得出了ADN的吸湿过程曲线、临界相对湿度、吸湿速率曲线。比较动态分析方法与干燥器平衡法(标准方法GJB7708-2005-404.1)结果,认为两种方法准确度等效。动态分析方法的相对标准偏差为1.45%。