二茂铁四氮唑金属盐的制备及其对固体推进剂主组分热分解的燃烧催化性能

为解决商品化的中性二茂铁燃速催化剂存在的易迁移易挥发问题,以二茂铁四氮唑钠和水溶性金属盐为原料,制备了8种二茂铁四氮唑的金属盐(包括Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ag(Ⅰ)、Pb(Ⅱ)、Bi(Ⅲ)的金属盐)。用FT-IR、UV-Vis和元素分析等手段进行结构表征,用TG-技术研究了热稳定性,发现所有金属盐均在200℃以上分解,表明它们均具有良好的热稳定性。用循环伏安(CV)法研究了这些金属盐的电化学性质,发现它们大多数是不可逆氧化还原体系。用DSC技术评价了它们对固体推进剂主组分AP、RDX和HMX热分解的燃烧催化作用,发现这些二茂铁四氮唑金属盐均能使AP热分解温度更加集中,分解速度加快;部分金属盐可提高RDX的放热量,并降低RDX的分解峰温,但这些金属盐对HMX的热分解过程作用甚微。因此,这些二茂铁四氮唑金属盐对AP和RDX的热分解具有良好的燃烧催化作用。     

CL-14的热行为及与CMDB推进剂的相互作用

采用差示扫描量热法(DSC)研究了5,7-二氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱(CL-14)的热行为及CL-14与奥克托今(HMX)、黑索今(RDX)、硝化甘油(NG)和硝化棉(NC)的相互作用;同时,采用真空安定性法(VST)研究了吉钠(DINA)、炭黑(CB)、三氧化二铝(Al2O3)、2,4-二羟基苯甲酸铜(β-Cu)、NTO铜(NTO-Cu)、邻苯二甲酸铅(φ-Pb)和NTO铅(NTO-Pb)的相互作用。结果表明,CL-14与HMX、RDX、NG和NC等推进剂主要组分之间无明显相互作用,且与吉钠(DINA)、炭黑(CB)、三氧化二铝(Al2O3)、2,4-二羟基苯甲酸铜(β-Cu)、NTO铜(NTO-Cu)和NTO铅(NTO-Pb)的相互作用较小。CL-14与CMDB推进剂药浆无燃烧、爆炸等剧烈的化学作用,可在CMDB推进剂中应用。     

RDX-CMDB推进剂低压燃烧性能研究

用燃速测试研究了燃烧催化剂(铅盐、铅盐/铜盐、铅盐/铜盐/炭黑)、燃烧稳定剂(Ca CO3、Ti O2、Mg O及Al2O3)以及RDX粒径(7μm、21μm和45μm)对RDX-CMDB推进剂在低压下[(1~5)MPa]燃烧性能的影响。结果表明,复配体系的燃烧催化剂可有效提高RDX-CMDB推进剂的燃速并降低其压强指数,推进剂燃速随RDX粒径增大而提高,Ca CO3可提高推进剂燃速,Ti O2、Mg O和Al2O3会导致推进剂燃速降低。     

纳米金属粉对RDX热分解特性的影响

用DSC研究了纳米Cu粉、纳米Ni粉、超细Al粉、超细Ni粉和普通Cu粉对RDX热分解特性的影响。实验结果表明,纳米Cu粉使PDX的分解活化能降低了2．3kJ/mol,使RDX分解放热峰的峰温降低了24．9℃。纳米Cu粉对RDX热分解特性的影响比普通Cu粉要大很大;其它几种金属粉,无论粒度如何,对RDX的热分解特性影响均不大;在0．1MPa、2．0MPa和6．0MPa下,随压国增大,RDX／纳米Cu粉样品的峰形变化规律和RDX的不同。在RDX／纳米Cu粉的样品中,随纳米Cu粉含量降低,Cu对RDX热分解特性的影响程序逐渐降低,峰温向高温区移动。但当RDX与纳米Cu粉的质量比从15：1变到20：1时,RDX的峰温却向低温方向移动。探讨了纳米Cu粉对RDX热分解的作用机理。     

甲苯对RDX溶液热分解的影响

为了防止RDX在生产以及使用过程中发生爆炸事故,采用本实验室自行设计的临界爆温测试装置,对RDX溶液的临界爆温进行了测试。结果显示,0.3gRDX在高温下加热时,只会发生热分解反应,反应程度不会引起爆炸;RDX质量分数为3FfFf～7FfFf时,RDX溶液不仅会发生强烈的热分解反应使溶液温度迅速升高,而且会在191℃左右发生爆炸,从而确定,甲苯对RDX溶液的热分解,起到一定的催化作用;RDX 3FfFf～7FfFf的质量分数变化,对临界爆炸温度影响很小,当RDX溶液质量分数低于3FfFf时,RDX溶液不发生爆炸。     

银-镍、铜、锌、铅草酸共沉淀盐的合成与热分解

采用共沉淀方法合成了银与镍、铜、锌、铅草酸共沉淀盐Ag2[M（C2O4）2].nH2O（M=Ni^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Pb^2＋）,将合成物质加热到500°C可以得到金属合金或金属氧化物粉末。用热重（ThermogravimetricAnalysis,TGA）和差热（Differential Thermal Analysis,DTA）分析技术比较了银金属草酸共沉淀盐和相对应的镍、铜、锌、铅单一草酸盐在空气气氛中的热分解行为,推断出了所合成共沉淀盐的热分解过程,探讨了共沉淀盐的热分解特点。     

不同铝粉含量RDX基浇注PBX炸药的慢速烤燃特性研究

通过差式扫描量热法(DSC)测定不同比例Al/RDX浇注PBX炸药的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温,根据Kissinger方程计算了其表观活化能,分析了表观活化能与Al/RDX比例的关系。采用实验室慢速烤燃试验,获取了不同Al/RDX比例配方的响应特性。结果表明,Al/RDX比例与配方表观活化能及慢速烤燃响应特性有关,Al含量为15%时,表观活化能最小,发生慢速烤燃响应的时间最早,但是响应剧烈程度最低。     

五种含能金属盐的合成及其性能研究

以间苯二酚和3-羟基-2-硝基吡啶等为原料，通过硝化、氨化及成盐等反应得到5种含能金属盐。采用核磁、元素分析法对这些化合物的结构进行了表征；并通过X-单晶衍射仪获得了化合物4·4H₂O、化合物9·2H₂O和化合物10的晶体结构，晶体密度分别为1.900、1.808和2.008 g/cm³;利用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG),研究了这些化合物的热稳定性，并对其爆轰与安全性能也开展了研究。结果表明，五种含能金属盐热分解温度介于249～297℃之间，撞击感度介于9～33 J,其中具氨基的含能金属盐还具有较高的撞击感度值，分别大于或等于29 J;起爆测试结果显示这些含能金属盐均不能起爆RDX。     

催化剂对高热煤燃烧特性的影响研究

利用碱金属类催化剂对高热煤进行催化燃烧实验,实验使用综合热重分析仪研究了煤粉中添加催化剂后其燃烧特性。实验研究结果表明,煤的燃烧受催化剂种类及担载量的影响,Na Cl、Ca CO3、Ce O2、Fe2O3对煤粉燃烧都有或多或少的催化作用,且催化作用的方向不同。Fe2O3使煤粉燃烧更剧烈;Ca CO3、Ce O2降低煤粉燃烧的放热量,使煤粉燃烧不稳定;Na Cl的加入,对煤粉燃烧燃烧点没有太大的影响,但是出现波峰的峰值较大,提高了煤粉燃烧的放热量,且后期再次出现波峰,增加了煤粉持续燃烧的能力。Na Cl的最佳添加量为10%。     

纳米铜粉的制备及其对高氯酸铵热分解催化性能的研究

在溶液中采用还原法制备出粒度约20nm的晶态纳米铜粒子.采用研磨复合法制备出纳米铜与微米高氯酸铵的复合粒子.DTA用来研究纳米铜对高氯酸铵热分解催化性能.其结果表明:纳米铜粉能够使高氯酸铵低温和高温放热峰温度分别降低35.1℃和130.2℃,并且使高氯酸铵的表观分解热提高了172.7%,对高氯酸铵的热分解表现出良好的催化作用.同时,探讨了其催化机理.     

瑞香素与金属铜配合物的热分解机理研究

应用热重法(TG—DTG)研究了瑞香素与金属铜配合物(CuD·2H_2O、Na_2CuD_2·4H_2O)的热分解行为,发现瑞香素与铜配合物的热稳定性比配体的热稳定性要高.并且提出了它们的热分解机理.     

单异丙氧基二核铝酸酯结构和性质研究

通过元素分析和分子量测定,确证了合成的单异丙氧基三(二异辛基磷酸基)二核铝酸酯(Ⅰ)、单异丙氧基三(单异辛基,异辛基膦酸基)二核铝酸酯(Ⅱ)和单异丙氧基三油酸基二核铝酸醋(Ⅲ)的化学组成。应用均相水解法测得它们的水解稳定性是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ。利用红外光谱法研究了这些化合物的分子结构,并解释其水解稳定性的原因。化合物Ⅰ、Ⅱ分别在210℃和195℃开始失重,Ⅲ也有较好的热稳定性,但其热分解行为较为复杂,这与它的分子中含有不饱和结构有关。     

Dawson结构多金属含氧酸盐热解性质研究

用变温XRD,变温IR以及TG-DTA等方法,系统地研究了具有Dawson结构的Ym Hn P2 M12 O62·qH2O(Y=K+,NH4+,Cu2+;M=Mo,W)的热解性质,获得了它们较为精确的热分解温度,对其热分解的判断方法提出了一些新的见解.结果表明,以钼为配位原子的Dawson结构钾盐,铵盐,铜盐分别在250℃,210℃,240℃发生了热重排,生成了具有Keggin结构的化合物.以钨为配位原子的钾盐在410℃也有相似的行为,但铵盐和铜盐却没有观察到类似的热重排现象,分别在400℃,450℃直接热分解为WO3.这些结果显示,热重排现象的发生可能与相应的Keggin结构化合物的热稳定性有关.     

杯芳烃的配位化学(Ⅻ)--对叔丁基杯芳烃乙酸萃取铁(Ⅲ)的研究

合成了对叔丁基杯[4]乙酸、对叔丁基杯[6]乙酸、对叔丁基杯[8]乙酸三种杯芳烃,研究了它们在不同条件下对铁的萃取情况,讨论了这些体系的萃取机理,求出了它们的萃取平衡条件常数,探讨了用此法去除稀土盐中微量铁的可能性．     

微波辐射条件下3,4-二氯硝基苯和酚盐的反应

2 氯 4 硝基二苯醚类化合物具有巨大应用价值 ,例如其可用于农作物中杂草的控制[1] .同时 2 氯 4 硝基二苯醚类化合物是一类很重要的合成中间体 ,用于制备药物[2 ] 、杀菌剂[3 ] 、燃料添加剂[4 ] 、农业杀虫剂[5]等 .卤代硝基二苯醚的经典合成方法主要有Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎ法[6] 与Ｕｌｌｍａｎ[7] 法 .Ｕｌｌｍａｎ法是利用取代苯酚的碱金属盐在铜粉、二价铜离子或亚铜离子的催化下与卤代芳烃反应制备二芳醚 .铜盐催化下由酚盐与氯苯反应需在 2 0 0℃～ 2 5 0℃高温及 1Ｍｐａ压力下才能进行[8] ,反应条件苛刻 .铜粉催化的反应需要…     

金属催化剂对储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(M=Al,Mo或Ni,x=0～10)性能的影响

添加金属催化剂是改善镁基储氢材料储氢性能的有效方式。为研究金属Al,Mo,Ni对镁碳材料的储氢性能的催化作用,用氢气反应球磨法制备了镁碳储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(C=无烟煤基微晶碳,NC=针状焦,M=Al,Mo或Ni,x=0～10),并用排水法放氢测试装置和差示扫描量热分析仪对材料的放氢性能进行了测试。结果表明,添加适量的金属催化剂均能够提高材料的储氢密度,其中添加0.5%的Al可使储氢密度提高11.9%,达4.7%,但Al添加量≥2%时,物料在球磨时容易发生焊接,导致储氢密度降低;Ni具有催化储氢材料放氢的作用,材料89Mg5C5NC1Ni的初始放氢温度仅206.4℃,比不添加Ni时降低了119.2℃。     

纳米金属粉催化AP热分解研究

为研究纳米金属和复合金属粉对高氯酸铵热分解的催化作用,分别制备了纳米铜粉、钴粉和铜钴复合粉,利用XRD、HRTEM、SEM分别对样品的晶体结构、颗粒尺寸、形貌等方面进行了分析.结果表明,所制备的钠米铜粉、钴粉及铜钴复合粉呈颗粒均匀的棒状、纺锤形和球形,平均粒径分别为70 nm、50 nm和80 nm.采用DTA方法对添加了纳米粉的高氯酸铵推进剂热分解情况进行表征,发现添加的纳米粉在不同程度上使AP高、低放热峰温度降低.     

一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的热分解动力学研究

通过极限氧指数法(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试考察了一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的阻燃性能;利用热重分析法(TG)研究了纯EVA及阻燃EVA在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,并采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法计算了纯EVA和阻燃EVA的热分解表观活化能。结果表明,添加40%复合膨胀阻燃剂的EVA复合材料,极限氧指数达到28.6%,UL-94测试达到V-0级,残炭量相对纯EVA明显提高;随着升温速率增大,EVA和阻燃EVA的起始失重温度和各阶段的失重峰温均向高温方向移动;二者在第一阶段的热分解活化能均低于第二阶段,阻燃剂的添加使EVA的最大失重速率明显降低,热分解表观活化能提高,增强了材料的热稳定性和阻燃性。     

含能黏合剂聚2,2-二硝基丁基丙烯酸酯的合成与性能

以1-硝基丙烷为原料,经过氧化硝化和羟甲基化反应合成了2,2-二硝基-1-丁醇.2,2-二硝基丁醇与丙烯酸进行酯化反应得到2,2-二硝基丁基丙烯酸酯.以2,2-二硝基丁基丙烯酸酯为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,甲苯为溶剂,按自由基聚合机理,合成了含能黏合剂聚2,2-二硝基丁基丙烯酸酯,确定了2,2-二硝基丁基丙烯酸酯的均聚动力学.用FTIR,1 HNMR,TG,DSC等方法表征了聚2,2-二硝基丁基丙烯酸酯的结构和热性能.结果表明,2,2-二硝基丁基丙烯酸酯均聚速率方程为Rp=k[M1].27[I]0.63,说明链终止为单基终止和双基终止并存.聚2,2-二硝基丁基丙烯酸酯热分解峰温为260℃,质量损失21%.     

环氧丙基杯[6]开环聚合物的合成及其吸附性能

通过全取代环氧丙基杯[6]芳烃与多乙烯多胺进行开环聚合,合成了系列新型含氨基和羟基的杯[6]芳烃聚合物.研究了它们的阳离子吸附性能后发现,与其他杯芳烃聚合物相比,该类聚合物对软硬金属离子均有强的吸附能力,其离子吸附容量随着多乙烯多胺分子量的增大而缓慢增大.