含能材料HMX-RDX的热行为研究

采用差示扫描量热法研究了含能材料1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷-环三甲撑三硝胺(HMX-RDX)的热行为。结果表明,当m(HMX)∶m(RDX)=25∶75时HMX和RDX达到了共熔。随着RDX含量的增加,HMX-RDX的晶型转变温度有所升高,晶型转化的热焓逐渐减少,共熔热焓却随之增加,共熔温度基本保持不变。     

（Y（NTO）2NO3（H2O）5）.2H2O的制备,晶体结构和热分解机理的…

合在了（Ｙ（ＮＴＯ）２ＮＯ３（Ｈ２Ｏ）５）．２Ｈ２Ｏ（ＮＴＯ为３－硝基－１，２，４－三唑－５－酮）并测定了晶体结构，晶体属单斜晶系，空间群Ｃｍ，晶胞参数：ａ＝０．６７７３（２）ｎｍ，ｂ＝２．０８６６（２）ｎｍ，ｃ＝０．６５５１（１）ｎｍ；β＝１０２．９８（２）°Ｖ＝０．９０２１（１）ｎｍ＾３，Ｚ＝２，Ｄｃ＝１．９７０ｇ．ｃｍ＾－３，μ＝３３．４９ｃｍ＾－１，Ｆ（０００）＝５４０，Ｒ＝０．０３２，中     

氧化物和沸石载体上负载KNO3的分解

本文报道采用程序升温分解-比色(TPDE-CM)的新方法研究了KNO₃在Al₂O₃、 TiO₂、 SiO₂等氧化物和NaY、 KY、 Kβ等沸石及MCM-41中孔分子筛上的分解,首次发现负载的KNO₃由于受到载体表面的作用而能在400～500 K开始分解;而分散在Al₂O₃上的KNO₃甚至于在室温下就可被部分分解。     

三唑含能离子盐的热化学性质和热动力学行为

用微量热技术测量1,2,4-三唑硝酸盐(1a)、1,2,3-三唑硝酸盐(1b)、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑硝酸盐(2a)、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐(2b)4种三唑类含能离子盐的溶解过程热效应、比热容(283KT353K)及非等温条件下的热分解过程.用处理实验数据和理论计算方法获得了1a、1b、2a、2b溶解过程的热化学方程式、微分溶解焓、摩尔溶解焓、动力学方程式、活化能、指前因子、283～353K温区内比热容随温度变化的线性关系式、标准摩尔热容CpΘ,m和285～353K温区以298.15K为基准的焓、熵和Gibbs自由能函数值.计算了热分解反应的动力学参数、热力学参数以及评估了1a、1b、2a、2b对热的抵抗能力.得到了化合物性质与分子结构之间内在关系的信息.     

热重-傅立叶变换红外光谱联用法研究超支化聚氨酯/丙烯酸酯的热性能及热分解机理

采用热重分析仪(TG)和差示扫描量热仪(DSC)对自制的超支化聚氨酯(HPU)和UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)在不同气氛下的热失重行为和玻璃化转变温度(Tg)进行分析,在此基础上,结合热重红外联用仪(TG-FTIR)探究了HPU和HPUA的热分解机理。热重分析结果表明:HPU和HPUA在氮气气氛下具有相似的热分解行为,均有3段热分解温度;在空气气氛下的热分解与氮气气氛下的热分解相比,其分解行为相似,但前者的分解更迅速。DSC分析表明:接入丙烯酸羟乙酯(HEA)后,HPUA的Tg明显低于HPU。热红联用对热分解机理的分析表明:空气气氛下的分解比氮气气氛下更迅速,降解更完全。HPU的3段热分解分别为:醇的降解、氨基甲酸酯键的降解、脲基键的降解;HPUA的3段热分解分别为:丙烯酸羟乙酯的降解、氨基甲酸酯键的降解、脲基键的降解。     

超级铝热剂Al/CuO前驱体的制备、表征、热分解机理及非等温分解反应动力学

以硝酸铜、无水乙醇、1,2-环氧丙烷和纳米铝粉为原料, 在超声振荡条件下, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米复合含能材料——超级铝热剂Al/CuO的前驱体. 利用热重-差示扫描量热-傅里叶变换红外-质谱(TG- DSC-FTIR-MS)联用技术, 研究了纳米Al/CuO溶胶-凝胶前驱体的热行为和分解过程及机理. 利用不同升温速率下的TG-DTG分析, 研究了纳米超级铝热剂Al/CuO的溶胶-凝胶前驱体的热分解反应机理, 采用了6种动力学分析方法进行动力学参数计算, 得到前驱体分解反应的表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数, 纳米Al/CuO前驱体分解反应的动力学方程为: dα/dt=10^14.0×4α^3/4exp(-2.0×10⁴/T).     

热分析法与分子模拟技术研究芦丁的热降解机理及其分解动力学

利用热重-微分热重技术测得芦丁在氮气气氛中不同升温速率β下的热分解曲线,使用Achar法、Coats-Redfern法、Kissinger法和Ozawa法4种方法同时进行动力学分析,根据第一步热分解的表观活化能Eα和指前因子A计算推断芦丁在不同温度下的贮存期。研究表明,随着升温速率的提高,芦丁的热分解温度逐渐升高;芦丁三步热分解的机理依次是随机成核与随后生长控制、三维扩散控制、随机成核与随后生长控制,分别对应的函数是Avrami-Erofeev方程、Z.-L.-T.方程和Avrami-Erofeev方程;经Gaussian模拟和热重数据结合分析,芦丁在第一步分解时,失去3个O原子;第二步分解时失去10个O原子;第三步分解时失去烷烃分子链和1个苯环。根据第一步热分解的表观活化能Eα和指前因子A推断,在室温25℃下,芦丁的贮存期为1.5～2年。     

含能材料热动力学行为和热力学性质的研究进展

针对近年来含能材料热力学和热动力学分析研究方面所取得的一些进展进行了回顾和概述;对新型含能材料如含能离子盐、FOX-7及其衍生物、新型高能氧化剂及高能添加剂等的热动力学行为和热力学性质进行了系统总结.此外,介绍了目前最新的一些研究方法和理论,讨论了当前研究中存在的问题,同时对未来的发展方向进行了展望.     

1，1－二氨基2，2－二硝基乙烯（DADE）的热化学性质、热行为和热分解机理

The constant-volume combustion energy, △cU （DADE, s, 298.15 K）, the thermal behavior, and kinetics and mechanism of the exothermic decomposition reaction of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene （DADE） have been investigated by a precise rotating bomb calorimeter, TG-DTG, DSC, rapid-scan fourier transform infrared （RSFT-IR） spectroscopy and T-jump/FTIR, respectively. The value of △cHm （DADE, s, 298.15 K） was determined as （-8518.09±4.59） j·g^-1. Its standard enthalpy of combustion, △cU （DADE, s, 298.15 K）, and standard enthalpy of formation, △fHm （DADE, s, 298.15 K） were calculated to be （-1254.00±0.68） and （- 103.98±0.73） kJ·mol^-1, respectively The kinetic parameters （the apparent activation energy Ea and pre-exponential factor A） of the first exothermic decomposition reaction in a temperature-programmed mode obtained by Kissinger＇s method and Ozawa＇s method, were Ek=344.35 kJ·mol^-1, AR= 1034.50 S^-1 and Eo=335.32 kJ·mol^-1, respectively. The critical temperatures of thermal explosion of DADE were 206.98 and 207.08 ℃ by different methods. Information was obtained on its thermolysis detected by RSFT-IR and T-jump/FTIR.     

[K2(TNR)(H2O)]n的制备、分子结构和热分解机理

2,4,6-三硝基间苯二酚(斯蒂芬酸)及其盐类,如斯蒂芬酸铅、斯蒂芬酸钡等是常用的含能材料[1],但斯蒂芬酸铅盐及钡盐在爆炸后产生重金属污染,对使用人员的健康及环境都产生危害.     

甲基苯热裂解机理的理论研究

在半经验UAM1方法及从头算UHF／3－21G*水平的基础上，用考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYP／3－21G＊方法对碳前驱体甲基苯的热裂解反应机理进行了研究，并对反应物、产物自由基及过渡态的结构进行了能量梯度法全优化。计算结果表明，甲基苯的热裂解温度较低时，首先支持苯环甲基上的C－H键断裂，继而发生生成联二甲苯的反应。随着温度的提高，生成苯自由基的反应比例将增加，同时发生少量的苯环上C－H键断裂的反应。该反应机理与实验结果相一致；用密度泛函方法UB3LYP／3－21G*计算的反应标准焓变ΔH与实验值吻合较好。     

NiO催化甲酸分解机理的密度泛函研究

 在B3LYP/6-311G(d)水平上研究了NiO催化的HCOOH→CO+H2O和HCOOH→CO2+H2两个反应的单态势能曲线. 结果表明,在NiO上甲酸容易解离吸附形成甲酸盐HONiOCOH,甲酸盐的分解是上述两个反应的速率决定步骤,这两个反应的活化能大致相当. 在脱水反应中,HCOOH和NiO之间存在着氧交换,但脱氢反应中不存在氧交换. 甲酸盐发生脱氢反应还是脱水反应取决于甲酸盐是用其羟基中的H还是用O去进攻甲酸根中的H原子.     

含能配合物[Zn(DAT)6](ClO4)2(DAT＝1,5-二氨基四唑)的合成、晶体结构及性质

采用直接法合成了新型高氮含能配合物[Zn(DAT)₆](ClO₄)₂(DAT＝1,5-二氨基四唑), 并用元素分析、傅立叶变换红外光谱对其结构进行了表征. 利用缓慢蒸发溶剂法培养出其单晶, 采用X射线单晶衍射仪测定其晶体结构, 结果表明该晶体属于三方晶系, 空间群, a＝b＝1.18398(9) nm, c＝0.65700(10) nm, γ＝120°, V＝0.79760(15) nm³, Z＝1. 在目标配合物的最小不对称单元中有1个Zn^2＋, 6个DAT分子和2个. 来自6个DAT分子的6个N原子分别与中心Zn^2＋配位, 形成一个六配位、非中心对称的畸变八面体结构. 用差示扫描量热分析、热重-微分热重分析结合红外光谱研究了标题化合物的热分解机理以及分解反应动力学参数. 测定了标题配合物的感度性能, 结果表明标题配合物具有一定的摩擦感度.     

碳氢燃料热裂解机理及化学动力学模拟

发动机设计中,燃烧室的热管理问题日益突出.其根源必然涉及到碳氢燃料的化学机理模型.讨论了大分子烃类燃料热裂解反应的反应类型,分析了各反应类型的详细动力学以及对热裂解反应的灵敏度、重要性.根据热裂解反应类型有限和基于物质的一维表示,开发了大分子烃类反应机理的自动生成程序ReaxGen.建立了相应的热、动力学数据库,探讨了如何建立碳氢燃料的详细热裂解化学动力学模型.最后我们建立了正庚烷热裂解反应的详细机理,并用该机理模型模拟预测了产物分布和转化率,理论上计算了热沉值.所得结果与文献结果进行对比讨论.     

阿司匹林的热解机理及热动力学研究

在用热重法研究了阿司匹林的热稳定性实验的基础上,通过量子化学方法(ab initio DFT)计算了阿司匹林分子的键级,据此计算结果提出了阿司匹林的热解机理,按此机理得到的理论计算值与实验结果一致;运用Freeman-Carroll、Kissinger和Ozawa三种方法分别计算了阿司匹林的热解动力学参数:活化能(E)、反应级数(n)和指前因子(A),其热解动力学方程为: dα/dt=4.74×1011[exp(－(100.34±5.18)×103/RT)](1－α)2.8±0.3;用差示扫描量热法测定的该物质的熔点、摩尔熔化焓和摩尔熔化熵分别为(409.19 ± 0.22) K、(29.17 ± 0.41) kJ•mol-1和(71.09±1.06) J•mol-1•K-1.     

程序升温分解对PEEK热分解动力学及其机理的研究

本文以程序升温分解法为主要手段,讨论了PEEK的热分解动力学特征,计算了热分解动力学参数;并辅以红外光谱法,探讨了PEEK样品的热分解交联机理。结果发现：PEEK的热分解并不是简单过程,而是分三个阶段进行;相应阶段的活化能分别为296.0kJ/mol,123.7kJ/mol,153.4kJ/mol,反应级数均为一级;第一阶段与第二阶段具有连串反应的动力学特征,而第二阶段与第三阶段具有平行反应的动力学特征。PEEK的热分解由芳醚键的断裂开始,形成自由基,尔后同时发生分解和交联过程,形成小分子化合物及交联结构。     

北美第37届热分析会议综述

北美第37届热分析会议是由北美热分析学会(North American Thermal Analysis Society)组织,美国德克萨斯技术学院(Texas Tech. University)承办,在美国Lubbock市举行,共计5天(2009.09.19～23). 参加会议的热分析专家来自美国,英国,德国,日本,加拿大,瑞士,中国等十几个国家,会议代表有热分析理论,实验,应用和仪器制造方面的学术权威,教授,专家,学生约500余人,发表论文300余篇.     

食品级聚碳酸酯的热释放成分和热分解机理研究

利用程序控温式热裂解-气相色谱/质谱联用技术研究了4种聚碳酸酯(PC)样品在加热情况下的释放物化学成分.分别考察了4个解吸温度和5个裂解温度下PC的降解产物.结果发现在200℃时PC粒料中就有小分子化学物质释放出来,随温度升高,释放和分解出的小分子化学成分的种类和数量都愈加增多,主要成分为酚端基化合物;由不同聚合工艺合成的聚碳酸酯中释放的化学成分有很大的差别.同时通过分析PC的裂解产物成分,阐述了其热分解机理.升温过程中PC分子链发生断裂和重排生成多种以酚类为主的小分子化合物.     

碳/碳复合材料碳源化合物乙苯热裂解机理的热力学研究

主要采用Gaussian 03程序中的密度泛函理论(DFT),在UB3LYP/6-31G*水平上对碳材料用碳源化合物乙苯的初期热裂解反应机理进行了研究.对反应物和产物的结构进行了能量梯度法全优化,计算了不同温度下(298～1573 K)的热力学参数.结果表明:在298～1573 K下,热力学首先支持生成甲苯自由基和甲基自由基的反应为主反应路径.低温下,生成苯乙基自由基(α位脱氢)的反应比例大于生成苯基自由基的反应,而高温下(823 K),生成苯基自由基的反应比例大于苯乙基自由基(α位脱氢)的反应.     

非等温热分析法研究白藜芦醇及其苷的熔点、热稳定性及分解动力学

首次采用差示扫描量热法(Differential scanning calorimetry,DSC)和热重法(Thermogravimetry,TG)在氮气气氛下对白藜芦醇和白藜芦醇苷进行非等温热分析,采用Van't Hoff方程求得其纯度和熔点,并使用积分Coats-Redfern法、微分Achar法以及Malek法3种热分析动力学方法对热重实验数据进行分析,推断两种天然产物快速热分解阶段的最概然机理函数,并求得相应的动力学参数——表观活化能Ea和指前因子A。研究表明,白藜芦醇及其苷的纯度分别为99.76%和98.90%,熔点分别为257.09℃和198.79℃;白藜芦醇的热分解发生在220~468℃之间,失重率为46.69%;白藜芦醇苷在198~369℃之间发生分解,主要是糖苷键断裂引起的分解失重,失重率为37.47%;白藜芦醇的热分解为化学反应控制机制,符合反应级数方程,反应级数n=2;白藜芦醇苷的热分解为三维扩散控制机制,符合Z.-L.-T.方程;根据白藜芦醇及其苷的热分解动力学参数,推断二者在室温(25℃)下的贮存期分别为3年和4~5年,糖苷键的引入使白藜芦醇苷比白藜芦醇有更长久的贮存期。