摘要:

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摘要:以2, 4, 6-三硝基氯苯, 1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯(FOX-7)为原料, 咪唑与氟化钾作为催化剂, 缩合合成了1, 1-二苦氨基-2, 2-二硝基乙烯(TFT), 熔点为225~226 ℃, 收率71.3%。采用红外光谱、核磁共振、质谱对其进行了表征。通过差示扫描量热研究了其热性能, 热分解温度为331.3 ℃, 热稳定性优于FOX-7。用Monte-Carlo方法估算其理论密度为1.85 g·cm^-3, 用Kamlet-Jacobs公式估算其爆热为1751.26 J·g^-1, 爆速为8.83 km·s^-1, 爆压为36.25 GPa; 撞击感度H₅₀的计算值为156 cm。理论计算的结果说明该材料较FOX-7钝感, 爆压高于FOX-7。

摘要:以乙二肟为原料, 用“一锅法”制备了5, 5′-联四唑-1, 1′-二羟基二水合物(BTO)的关键中间体二叠氮基乙二肟(DAG), 以复分解反应合成了5, 5′-联四唑-1, 1′-二氧钾盐(PBTOX), 采用元素分析、红外光谱对其结构进行了表征, 用DTA-TG技术研究了PBTOX的热分解过程, 用原子力显微技术(AFM)和洛伦兹接触共振(LCR)成像技术测试了PBTOX晶体的表面形貌和晶体力学性能, 进行了感度测试。结果表明, PBTOX的晶体结构为层状结构, 其5 ℃·min^-1升温速率下的分解峰顶温度为383 ℃。撞击感度爆炸百分数和摩擦感度爆炸百分数均为0%。

摘要:设计合成了一种新型酸性离子液体1-十二烷基-3-丙磺酸基咪唑硫酸氢盐[C₃SO₃HDoim]HSO₄，将其用于醛胺缩合反应中，制备含能材料中间体。以四氢-咪唑并[4, 5-d]咪唑-2, 5-二酮，2, 5, 7, 9-四氮杂双环[4.3.0]壬酮-8和六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)的合成为例，研究了离子液体的种类、用量以及反应温度、反应时间等因素对缩合反应的影响。结果表明，新型酸性离子液体[C₃SO₃HDoim]HSO₄催化活性好，可循环利用率高，三种多氮杂环化合物：甘脲、2, 5, 7, 9-四氮杂双环[4.3.0]壬酮-8和HBIW的收率分别高达95%，89%，81%。

摘要:1, 1′-二羟基-5, 5′-联四唑类化合物是近年来高能钝感材料研究的热点, 为研究这类化合物的热安全性, 用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG)在升温速率分别为5, 10, 15, 20 K·min^-1的条件下研究了1, 1′-二羟基-5, 5′-联四唑钴盐(1, 1′-BTOCo)、铜盐(1, 1′-BTOCu)和铅盐(1, 1′-BTOPb)的热分解过程。分别用Kissinger法和Ozawa法计算了三种盐的表观活化能(E_K和E_O)、指前因子(A_K), 得到其热分解动力学参数和热分解机理函数。结果表明, 1, 1′-BTOCo的E_K=162.35 kJ·mol^-1, A_K=1.83×10¹⁵ s ^-1, T_SADT =534.46 K, T_bpo=542.22 K; 1, 1′-BTOCu的E_K=217.95kJ·mol^-1, A_K=12.58×10²⁰s ^-1, T_SADT =527.56 K, T_bpo=539.11 K; 1, 1′-BTOPb的E_K=223.52 kJ·mol^-1, A_K=4.24×10²⁰ s^-1, T_SADT=525.87 K, T_bpo=580.00 K。

摘要:以双环[3.3.1]壬烷-2, 6-二酮为原料, 经腙化、消除、环氧化、环合、乙酰化、硝化等步骤, 合成了一种新型硝基笼形化合物2-硝基-2-氮杂金刚烷-4, 8-二醇二硝酸酯, 总收率为27%。以硝硫混酸为硝化剂, 考察了硫酸与硝酸摩尔比、反应温度、反应时间对硝化反应的影响。确定的最佳反应条件为:摩尔比n(H₂SO₄):n(HNO₃)=1:2, 反应温度60 ℃, 反应时间4 h, 此时, 硝化反应收率达81%。利用热重分析(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究了目标化合物的热性能, 发现其从170.0 ℃开始分解, 热分解峰温为193.7 ℃。通过Kamlet-Jacobs公式预估了目标化合物的物化与爆轰性能, 其密度为1.71 g·cm^-3, 爆速为5780 m·s^-1, 爆压为11.0 GPa。

摘要:针对丁羟四组元(高氯酸铵/黑索今/Al/端羟基聚丁二烯，AP/RDX/Al/HTPB)复合固体推进剂存在的力学性能差的问题，选用己二酸和1, 4-丁二醇为原料，合成了低分子量聚己二酸丁二醇酯(PBA)，以二乙醇胺与丙烯酸甲酯反应合成了N, N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯，并用FT-IR、GPC、¹H NMR、GC-MS表征了其结构。以N, N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯为外连单体，以PBA为互联单体，硼酸三正丁酯为原料合成了改性硼酸酯键合剂(BEBA)。将BEBA作为丁羟四组元推进剂的键合剂进行装药试验，结果表明:当固化参数为1.01，交联参数为0.22，BEBA与JH03(另一种键合剂)复配比例为0.08/0.04时，丁羟四组元推进剂的高(70 ℃)、常(20 ℃)、低(-40 ℃)温力学性能最佳。

摘要:为了解端叠氮聚叠氮缩水甘油醚(GAPA)的热分解动力学和热安全性, 采用差示扫描量热法(DSC)、热重法(TG)对GAPA进行了热分解特性研究。根据GAPA在升温速率为2, 5, 10, 20 ℃·min^-1时放热峰温和分解深度, 考察了GAPA热分解反应的表观活化能、指前因子和热分解动力学方程, 计算出热力学参数和热安全性参数。结果表明, GAPA的热分解反应过程分为两个阶段, 表观活化能E_K为218.47 kJ·mol^-1, 指前因子A_K为1.06×10²² s^-1, 自发火温度T_bpo为506.55 K, 自加速分解温度T_SADT为496.78 K, 以及活化自由能(ΔG^≠)、活化焓(ΔH^≠)和活化熵(ΔS^≠)分别为132.76 kJ·mol^-1、214.34 kJ·mol^-1和164.21 J·mol^-1·K^-1。

摘要:以气相二氧化硅(A型)和改性蓖麻油(B型)为胶凝剂制备了两类石蜡凝胶，研究了胶凝剂类型对石蜡凝胶燃料体系稳定性、屈服应力、粘度和触变性的影响规律，采用HBE本构方程拟合了粘度曲线。结果表明，B型石蜡凝胶物理稳定性较好，受胶凝剂含量和离心力作用的影响较小; 石蜡凝胶屈服应力和粘度随胶凝剂含量的增加而增大，B型石蜡凝胶的屈服应力受胶凝剂含量的影响比A型小。石蜡凝胶的粘度随剪切速率的增大而减小，具有剪切稀化性，A型石蜡凝胶的幂律指数(n)值随胶凝剂含量的增加从-0.029变化到-0.172，B型石蜡凝胶的n值从0.510变化到0.342; A型和B型石蜡凝胶都有一定触变性，但其复凝性很弱。

摘要:吸湿性是影响赤磷型发烟剂长贮安定性的主要因素之一。为了降低赤磷的吸湿性, 采用氢氧化铝-酚醛树脂包覆赤磷。通过正交试验优化了制备包覆赤磷的工艺。采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪和扫描电子显微镜(SEM)对赤磷包覆层进行了表征。结果表明, 制备包覆赤磷的优化工艺参数为:甲醛和苯酚的摩尔比为3:1, 九水合硝酸铝的质量为0.05 g, 甲醛和苯酚的总质量为0.4 g, 反应温度30 ℃, 反应时间3 h。所得包覆赤磷的吸湿率降低93.24%。包覆物质量分数小于4.5%。随着时间的增长, 包覆赤磷的吸湿率降低越明显。包覆材料很好地包覆在赤磷表面。

摘要:针对工业混酸法制备六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)废酸污染大及N₂O₅/HNO₃法收率低的现状, 制备了酸性季铵盐类、己内酰胺类、咪唑类、吡啶类离子液体, 将其用于N₂O₅/HNO₃硝解四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)制备CL-20的反应中。考察了离子液体种类、酸度、用量及反应时间对CL-20收率及纯度的影响。结果表明, 离子液体酸强度与催化性能呈正相关关系, [Et₃N(CH₂)₄SO₃H][BSO]表现出最佳的催化活性。最佳的反应条件为:反应温度60~80 ℃, 反应时间7 h, m([Et₃N(CH₂)₄SO₃H][BSO]):m(TAIW):m(N₂O₅):V(HNO₃)= 0.5 g:3 g:4 g:15 mL, CL-20收率94.5%, 纯度98.1%。离子液体重复使用5次, 催化性能无明显降低。

摘要:胶囊化相变材料(PCMs)在炸药件隔热防护、电子器件控温等具有潜在应用价值, 但现有无机壁材胶囊化PCMs存在粒径大、易破裂及与有机聚合物相容性差等局限。本研究利用不同有机硅烷前驱体在细乳液中的界面水解-缩聚方法, 合成了一系列有机改性二氧化硅包覆正十八烷相变纳米胶囊。分别采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)和水接触角(WCA)等手段对其化学结构、结晶结构、形貌、相变特性和壁材疏水性进行了表征。结果表明, 通过改变有机硅烷前驱体的体积比, 得到了球形和碗状两种形貌的相变纳米胶囊, 尺寸为200~693 nm, 熔融焓为93.2~107.5 J·g^-1, 胶囊壁材的水接触角为67°~155°, 可实现亲水-疏水-超疏水性表面性质调控。并且有机改性二氧化硅纳米胶囊化PCMs在超声作用下不易破碎, 显示力学性能得到了改善。

摘要:用机械合金化方法制备了Al-Ni-Ti-Zr非平衡态合金粉末。将制备的Al基非平衡态合金粉末与聚四氟乙烯(PTFE)微米粉混合压制制备了非平衡态Al-Ni-Ti-Zr/PTFE反应材料。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了球磨过程中粉末的相组成和形貌特征。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)分析了球磨后合金粉末的相结构。利用差示扫描量热法(DSC)分析了非平衡态Al/PTFE反应材料的热行为。结果表明:通过机械合金化方法可以制备出Al基非平衡态合金粉末。存在弥散在Al基非晶基体中的纳米级微晶岛状区域。在升温速率10 K·min^-1、空气气氛下, 非平衡态Al/ PTFE反应材料的反应峰值温度为495 ℃, 放热峰积面积为1775 J·g^-1。连续升温条件下, 非平衡态Al/PTFE反应材料的放热反应具有典型的动力学特征, 通过Kissinger法计算的反应活化能E_c为309.1 kJ·mol^-1。

摘要:为了研究高聚物粘结炸药(PBX)中炸药晶体/粘结剂界面的力学特性, 设计了一种可实现0°、15°、30°、45°、60°、75°及90°共7个角度拉伸的拉剪复合加载夹具, 实现了PBX界面单轴拉伸、纯剪切及拉剪复合作用的多状态加载。制备了用于拉剪复合试验的模拟界面, 开展了拉剪复合试验测试炸药晶体/粘结剂界面力学特性的方法研究。结果表明, PBX界面的剪切破坏载荷为0.980 MPa, 大于拉伸破坏载荷0.759 MPa, 随着加载角度的增加, 拉应力不断降低, 剪应力不断增加, 而复合应力随加载角度的增加线性增大。提出了一种椭圆模型用于描述PBX界面的强度相关性规律: σ²/a²+τ²/b²=1, 该模型可以较好地描述PBX中炸药晶体/粘结剂界面的拉剪强度特性。

摘要:根据凝胶特殊的固-液形态, 研究了无机和有机凝胶剂与RP-1煤油的成胶机理, 通过Brookfield流变仪测量流变参数, 并构建出煤油凝胶的非时间依赖、时间依赖和温度依赖的本构方程。结果表明:加入无水乙醇有利于凝胶剂A(一种干性油衍生物)对煤油的凝胶化; 无机煤油凝胶的稠度系数k和凝胶剂含量Y_amout具有幂律函数关系; 由于幂律指数n为负, 制备的煤油凝胶比典型的剪切变稀流体(0 < n < 1)的稀化能力更强; 无机和有机煤油凝胶的复凝性很弱且不受凝胶剂含量和类型的影响; 随剪切速率的增大, 凝胶从完整结构到完全破坏结构状态所需的时间缩短, 中间过程曲线的振幅减小; 随温度的增加, 无机煤油凝胶的粘度先减小后增大, 有机煤油凝胶的粘度逐渐减小并在90 ℃接近煤油的粘度。

摘要:采用不同的热处理工艺, 得到了A类(烧结温度380 ℃, 降温速率50 ℃·h^-1)、B类(烧结温度350 ℃, 降温速率70 ℃·h^-1)两类Al-Teflon反应材料。通过准静态压缩实验对两类试件反应现象进行了测试。得到了应力应变曲线。进行了试件密度测量, SEM微观形貌分析及高速摄影观察。结果表明, B类试件发生剧烈放热反应, A类试件没有反应发生。B类试件的应变硬化模量是A类试件的5.3倍, 其在应力应变平面的反应区间为:真实应变1.2~2.2, 真实应力60~80 MPa。A、B两类试件结晶度分别为63%和43%。在A类试件中发现大量纳米级聚四氟乙烯纤丝, 可能对材料裂纹拓展起阻碍作用。B类试件的反应现象与试件的强剪切作用及脆性开裂现象密切相关。

摘要:纳米TATB是一种高能钝感炸药, 在其制备过程中会产生一些杂质。采用液态¹³C NMR、X射线光电子能谱和理论模拟方法研究了可能杂质的结构。结果表明, 这种杂质是TATB分子的质子化合物, 命名为1, 3, 5-三氨基-2, 4, 6-三硝基-2, 5-环己二烯硫酸氢盐。依据量子化学方法, 这种杂质可能的形成机理是在溶解过程中, TATB分子被浓硫酸中的H原子质子化。

摘要:高聚物粘结炸药(PBX)的密度均匀性对其力学性能和安全性能影响较大。用双标准同步CT扫描实验模型, 测试复杂构型PBX的截面密度分布。采用与PBX相同构型的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)作为标准密度件，以扇束扫描方式研究了PBX和标准密度件的截面CT值分布规律及线性关系, 用MATLAB软件, 通过灰度阈值和灰度值提取, 得到不同截面的CT值。通过标准件体密度获得PBX的截面密度, 利用排水法测得的PBX体密度计算修正系数k, 对计算获得的PBX截面密度进行线性修正, 获得复杂构型PBX不同高度的截面密度分布。结果表明, PBX截面密度与体密度的最大相对偏差为0.74%。

摘要:为了掌握TATB基高聚物粘结炸药(PBX)件受热及辐照环境影响后的尺寸稳定性情况，研究了该PBX经高温老化、γ及中子辐照实验后的热膨胀性能。结果表明，经高温55 ℃、65 ℃和75 ℃老化60 d后，该TATB基PBX热膨胀系数出现了下降，且热老化温度越高，热膨胀系数越小，但经一定条件下的γ及中子辐照环境试验后，其热膨胀性能却无明显变化。

摘要:以1-甲基吡唑(1-MP)为原料，N₂O₅-发烟硫酸体系作为硝化剂，一步法硝化合成1-甲基-3, 4, 5-三硝基吡唑(MTNP)，并采用红外光谱、核磁共振、元素分析和质谱表征了其结构。研究了N₂O₅质量分数、1-MP与N₂O₅摩尔比、反应温度和时间对MTNP产率的影响，并确定了最佳反应条件为: N₂O₅质量分数20%，n(1-MP):n(N₂O₅)=1:5，温度为165 ℃，反应时间1.5 h，该条件下MTNP收率达60.32%。

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