六硝基六氮杂异伍兹烷及其残余物的热分解

在(2.0±0.1) MPa氩气氛围下六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)在(204.0±0.5)、(208.0±0.5)、(212.0±0.5)和(216.0±0.5) ℃下分别加热10、20、30、40、50 和60 min. 采用元素分析、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪、差示扫描量热(DSC)仪、热重-差示扫描量热仪-质谱(TG-DSC-MS)仪和热重-红外(TG-FTIR)仪对(208.0±0.5) ℃下得到的残余物进行研究. 结果表明, HNIW离子在210.0 ℃左右恒温热解60 min 后, 残余物的组成为C2H2N2O. 残余物中未分解的HNIW比初始HNIW稳定性差. 在等温条件下, HNIW是逐步分解的. HNIW残余物的热分解分为三个阶段, 第一个分解阶段主要为未分解的HNIW的热分解, 第二阶段主要为五员环硝铵和碳氮杂环化合物的分解反应, 第三阶段主要为五员环硝铵的分解反应和NO2的二次反应, 并获得了每一个阶段的热分解产物.     

海泡石对膨胀阻燃聚丙烯燃烧和热分解的影响

将改性后的海泡石添加到聚磷酸铵(APP)和双季戊四醇(DPER)膨胀阻燃聚丙烯(PP/IFR)体系中,采用氧指数(LOI)、热重分析(TGA)、光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、锥形量热仪(CONE)和扫描电镜(SEM)考察其对膨胀阻燃体系的催化协效作用,探讨作用机理.LOI结果表明,改性的海泡石比纳米水滑石和有机改性的蒙脱土有更好的催化协效作用.CONE数据证实,海泡石可以降低膨胀阻燃聚丙烯体系的热释放速率和总的热释放量.通过观察SEM图片发现,海泡石可以改善膨胀炭层的形貌,提高炭层的隔热隔质性能.TGA结果表明,在氮气和空气气氛下,海泡石均可以提高膨胀炭层的热稳定性,增加高温时残余物的量,其主要作用对象为APP.FTIR和XPS测试发现加热过程中海泡石可以与APP发生化学反应,形成P—O—Si键,增加了APP高温时的稳定性.     

主链含酰亚胺环和炔基的聚酰亚胺型聚氨酯弹性体的合成及阻燃性能

以均苯四甲酸酐、 D,L-苯丙氨酸和1,4-丁炔二醇为原料合成了一种含有酰亚胺环和炔基的二醇, 并以其为扩链剂, 采用预聚体法, 与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)反应, 合成了不同硬段含量的主链含有酰亚胺环和炔基的热塑性聚酰亚胺型聚氨酯弹性体. 用红外光谱(FTIR)、 电子拉力机、 热失重分析(TG)、 广角X射线衍射(XRD)、 UL-94垂直燃烧和极限氧指数对聚酰亚胺型聚氨酯弹性体进行了表征. 结果表明, 这种聚氨酯呈现出无定形结构; 其拉伸强度随着硬段含量的增加而增大; 与传统的热塑性聚氨酯相比, 酰亚胺环和炔基改性的聚酰亚胺型聚氨酯弹性体的热分解过程非常缓慢, 呈现出较好的热稳定性; 不同硬段含量的聚酰亚胺型聚氨酯弹性体的UL-94垂直燃烧均达到V-2级别; 其极限氧指数随着硬段含量的增加而增大.     

金属壳体装药水下爆炸的冲击波特性

为了研究装药壳体厚度对水下爆炸冲击波特性的影响,对1kg柱形含铝炸药分别在厚6mm 的钢 壳或硬铝壳装药下进行了水下爆炸实验与数值模拟研究。实验结果表明,相对硬铝壳,钢壳装药的冲击波冲 量、衰减时间常数以及冲击波能都偏大,而冲击波峰值相差不大。针对不同厚度钢壳装药的数值模拟表明,随 着壳体厚度的增加,冲击波参数明显增强,当壳体厚度超过最优值时这种效应减弱;金属壳的存在导致冲击波 峰值爬升产生滞后效应;对一定质量的炸药,存在可有效提高冲击波压力峰值的最优壳厚,填装比可以作为衡 量效果的重要指标。     

用相对强度法测量固体推进剂火焰温度分布

许多高温体如火焰,由于本身伴随着非常复杂的化学反应,辐射出的光谱非常复杂。这些光谱通常包括连续谱、谱线和谱带三部分,而且在许多情况下谱线非常密集。如果用谱线强度法测温,就会发现由于谱线非常密集,很难找到合适的孤立谱线。文章针对这些密集谱线,在特定条件下提出用多条谱线的总强度代替一条谱线的强度来测量温度的方法,改进了常用的相对强度法表达方式,使用密集谱线的总强度与另一条谱线强度的比值来计算温度,成功测量了固体推进剂火焰的温度分布,并将结果和热电偶测量的结果做了比较。     

高聚合度聚磷酸铵中特征磷的31P核磁共振分析

采用一维³¹P核磁共振(³¹P NMR)、 二维J分解谱(J-resolved)和扩散核磁(³¹P DOSY)等方法, 研究了高聚合度聚磷酸铵(APP)和多聚磷酸盐的特征磷及其偶合常数. 研究表明, 多聚磷酸盐及其中所含的二聚磷酸盐端基磷分别呈双峰和单峰特征, 多聚磷酸盐自旋偶合裂分的端基磷共振峰的偶合常数为19.4 Hz. APP中含有小分子二聚磷酸铵和正磷酸铵, 用³¹P NMR定量表征APP聚合度时需排除二聚体端基磷峰的面积. 在100 ℃水中溶解APP制备的APP水溶液中, 部分高聚合度APP发生断链, 中间磷共振峰处出现短链APP的磷共振峰.     

聚醚本体末端点击化学交联反应动力学研究

采用原位红外光谱法研究了PTPEG/GAP反应动力学.利用PTPEG/GAP反应体系在2100 cm-1和1086 cm-1吸光度比值与反应时间的关系得到了PTPEG/GAP本体末端点击化学交联反应的动力学曲线.曲线拟合表明,PTPEG/GAP本体末端交联反应过程分为明显的两个阶段;30℃时第一阶段反应动力学结束于535 min,40℃时为305 min,50℃时为295 min,60℃时为115 min.黏度测试表明,PTPEG/GAP反应体系黏度(η)随时间(t)变化曲线呈"L"型;30℃时η-t曲线拐点出现于540 min,40℃时为320 min,50℃时为305min,60℃时为118 min,拐点前后分别对应PTPEG/GAP凝胶前、凝胶后状态;且η-t曲线拐点时间与PTPEG/GAP第一阶段反应动力学结束时间相吻合.Arrhenius公式拟合表明,凝胶前,PTPEG/GAP末端点击化学交联反应表观活化能Ea1为(45.57±2.77)k J/mol;凝胶后,表观活化能Ea2为(59.50±4.01)k J/mol.     

基于质谱的六硝基六氮杂异伍兹烷热分解动力学

采用低能电子轰击质谱研究了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的裂解过程, 建立了质谱中离子强度曲线的非等温动力学处理方法, 根据产物离子的Arrhenius曲线解释了HNIW热分解的机理. 结果表明, HNIW质谱裂解的表观活化能为145.1 kJ·mol-1. 在130-150 ℃范围内, HNIW质谱的离子产物主要是电子轰击产生的, 其活化能在28-41 kJ·mol-1之间; 在213-228 ℃范围内, 离子主要是热分解产生的, 其活化能在143-179 kJ·mol-1之间. HNIW在213-228 ℃的热分解动力学参数存在良好的动力学补偿效应, 补偿效应公式为lnA=0.252Ea-0.645. HNIW 热分解的主要反应为HNIW.438→6NO2+2HCN+HNIW.108, HNIW.438→6NO2+3HCN+HNIW.81, HNIW.438→6NO2+4HCN+HNIW.54.     

微波辐射沉淀法制备碳纳米管负载均分散Fe2O3

本文研究了微波辐射沉淀法制备碳纳米管负载Fe2O3粒子.实验表明,采用微波辐射并加入十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂,可在较短时间内,制备出碳纳米管负载均分散的Fe2O3粒子,并对一系列影响因素进行了理论分析.     

十二氢十二硼酸双(二烷基-5-氨基四唑)盐的合成、表征及热性能

尝试将十二氢十二硼阴离子(B_(12)H_(12)~(2-))与含烷基的氨基四唑阳离子结合,得到了一系列新型的硼氢氨基四唑盐含能材料.首先以1-或2-位单烷基化的5-氨基四唑(5-ATZ)为原料,分别与碘甲烷、碘乙烷进行双烷基化反应,合成双烷基的5-氨基四唑的碘盐,其中烷基包括甲基、乙基、正丁基、正己基,而烷基的位置包括1,3-或1,4-位;再与自主合成的十二氢十二硼酸钾在水溶液中经复分解反应,合成了十一种新型十二氢十二硼酸双(二烷基-5-氨基四唑)盐,收率均在70%以上,且在提纯、干燥等条件下化学性质稳定.通过FT-IR、~1H NMR、~(13)C NMR、~(11)B NMR、质谱及元素分析对十一种产物的结构进行了准确表征.采用热重分析(TG)和差示扫描量热(DSC)研究了十一种目标化合物的热性能,结果表明,这十一种目标化合物的热稳定性较高,热分解温度都在200℃以上,1,4-二甲基、1-甲基-4-乙基、1,3-二甲基、1-甲基-3-乙基、1-乙基-3-甲基的5种盐的快速热分解发生在结晶熔化之前;其他6种盐的快速热分解发生在结晶熔化之后.这一系列高能化合物在新型含能材料研究中具有重要价值.