Page 101 - 《含能之美》2019封面论文

二 苯 胺 对 硝 化 棉 的 等 温 热 分 解 动 力 学 的 影 响 995

表 3 基于模式配合法 NC 和 NC/DPA 在不同温度下的最佳机理函数及反应速率常数
Table 3 Reaction rate constants and mechanism functions of NC and NC/DPA at different temperatures based on model‑fitting
method
NC NC/DPA
T / K α=0.1%-0.5% α=0.1%-0.5%（before the inflection point） α=0.6%-1.0%（after the inflection point）
k×10 /s -1 R k×10 -8 / s -1 R k×10 -8 / s -1 R
-9
378.15 8.16 0.9966 0.67 0.9937 1.25 0.9989
383.15 14.05 0.9982 1.37 0.9979 2.53 0.9991
388.15 25.56 0.9992 2.71 0.9984 4.33 0.9985
393.15 47.76 0.9994 4.47 0.9994 7.15 0.9993
398.15 79.66 0.9994 9.94 0.9992 14.96 0.9989

表 4 基于模式配合法 NC/DPA 的动力学参数
Table 4 Kinetic parameters of NC/DPA based on model‑fitting method
-1
α / % fitting equation E a / kJ· mol -1 ln（A/s ） R
0.1-0.5（before the inflection point） lnk=-19791.10/T+33.53 164.6 33.53 0.9974
0.6-1.0（after the inflection point） lnk=-18091.91/T+29.66 150.4 29.66 0.9987

的原因可能是拐点前 NC/DPA 中有 DPA 安定剂，可及
时吸收 NC 分解产生的 NO ，从而抑制 NC 的自催化反
x
应，使得 NC/DPA 分解慢于 NC；在拐点后，由于 DPA
与 NO 结合后的产物对 NC 有加速分解的作用，因此
x
在拐点之后分解速率更快。
4.4 DPA 对 NC 贮存寿命的影响
根据 Berthelot 方程，拟合 logt 对 T 的线性方程，
T
如图 9 所示，分别以分解深度 0.1%、0.5% 作为寿命终
图 7 NC 和 NC/DPA 的反应数率常数随温度的变化关系 点，预估 NC/DPA 在不同温度下的贮存寿命，结果列
Fig. 7 Trend of reaction rate constants of NC and NC/DPA 于表 5 中。在 378.15 K 时，NC/DPA 的有效贮存寿命
with temperature 分别为 432 min 和 2818 min，与实验测试值 447 min、
2893 min（表 1）相比偏差小于 3%。室温下，当分解深
度 为 0.1% 和 0.5% 时 ，NC/DPA 的 贮 存 寿 命 分 别 为
18.3 年 和 174.3 年 。 与 NC 的 贮 存 寿 命 10.6 年 和
52.9 年相比 ［18］ ，大幅度延长。

图 8 NC/DPA 的 lnk‑1/T 关系图
Fig. 8 Plots of lnk versus 1/T of NC/DPA

在等温热分解前期，即分解深度为 0.1%~0.5%，
DPA 的加入使活化能升高，分解速率降低；当分解深
度为 0.6%~1.0% 时，NC/DPA 的活化能降低，分解速 图 9 NC/DPA 的 logt T 与 T 关系图
Fig. 9 Plots of logt T versus T of NC/DPA
率明显增加。结合安定剂的作用机制，出现这一现象

CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料 2019 年 第 27 卷 第 12 期 （991-997）