分解反应自催化性质快速鉴别的实验方法

许多物质的分解都具有自催化特性,常用的自催化鉴别方法是利用差示扫描量热仪（DSC）、微量量热仪（C80）等进行等温实验判定（简称“等温法”）. 但等温法的温度选择较为困难,因此很有必要从实验角度找到一种简便有效的自催化鉴定方法. 本文基于Roduit理论模拟的结果,从实验角度提出了分解反应自催化特性的判定方法（简称“中断回扫法”）,并利用该法以及等温法对4种样品（硝酸异辛酯（EHN）、2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）、过氧化二异丙苯（DCP）以及过氧化氢异丙苯（CHP））的分解特性进行判定. 结果表明：EHN以及DCP的分解符合n级分解规律,而2,4-DNT以及CHP的分解符合自催化分解规律;中断回扫法可以快速、有效地用于鉴别物质分解是否具有自催化特性.     

分解反应自催化性质快速鉴别的实验方法

许多物质的分解都具有自催化特性,常用的自催化鉴别方法是利用差示扫描量热仪(DSC)、微量量热仪(C80)等进行等温实验判定(简称"等温法").但等温法的温度选择较为困难,因此很有必要从实验角度找到一种简便有效的自催化鉴定方法.本文基于Roduit理论模拟的结果,从实验角度提出了分解反应自催化特性的判定方法(简称"中断回扫法"),并利用该法以及等温法对4种样品(硝酸异辛酯(EHN)、2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)、过氧化二异丙苯(DCP)以及过氧化氢异丙苯(CHP))的分解特性进行判定.结果表明:EHN以及DCP的分解符合n级分解规律,而2,4-DNT以及CHP的分解符合自催化分解规律;中断回扫法可以快速、有效地用于鉴别物质分解是否具有自催化特性.     

二甲基-二(3-乙炔基苯胺)硅烷的固化反应及其动力学

利用非等温差示扫描量热法(DSC)得到了二甲基-二(3-乙炔基苯胺)硅烷(DMEAS)的特征固化参数,采用Kissinger和Ozawa法计算得到DMEAS固化反应表观活化能(ΔE)分别为100.6、113.0 kJ/mol;通过FT-IR研究了DMEAS固化前后的结构变化,采用TGA分析了其固化物的耐热性。结果表明:DMEAS固化反应主要是乙炔基发生交联反应,形成空间网状结构;在氮气中,DMEAS固化物的热降解起始温度(Td5)为563℃,900℃时的质量残留率为84.0%。     

胶束催化2,4--二硝基氯苯碱水解反应动力学研究

表面活性剂分子具有两亲基团,可在水溶液界面上发生吸附、定向排列以及在内部形成胶束等,因可明显地降低界面张力,因而具有调节润湿,增溶,乳化,洗涤,去污,起泡,消泡等功能,同时胶束的形成,还具有加快反应,提高反应专一性的作用[1].目前表面活性剂不仅广泛地应用于生产、生活的诸多领域,同时对交叉学科的发展也起着特殊的作用.其中由于胶束产生的局部浓集效应、静电效应和微环境效应等,不仅使一些在水溶液中难以进行的反应,如长链酯水解,高分子聚合等得以加速,同时还可模拟某些生物酶研究复杂的生理反应[2-4].研究并应用胶束的催化作用,已成为化学动力学十分活跃并有广泛应用前景的研究领域.但与此不相适应的是,基础物理化学实验中几乎没有相关的实验内容,为此本文研究了胶束催化2,4--二硝基苯碱水解反应动力学,论文内容可引入物理化学教学实验中.     

聚氧硫杂蒽树脂固化特性及其动力学的研究

以DSC、TG等技术手段研究了聚氧硫杂蒽树脂 (POSPF)的固化特性及其动力学 .结果表明 ,用六次甲基四胺 间二氯苄作固化剂 ,加热至 10 5～ 2 2 5℃能使POSPF树脂固化 ,在固化过程树脂中的活性羟甲基和固化剂参与反应生成亚甲基桥从而形成网状体型结构 ;动态DSC曲线上出现宽的固化放热峰 ,用T β外推法确定其凝胶温度Ti=10 0 0℃、固化温度Tp=181 5℃、后固化温度Tf=2 2 5 7℃ .固化后树脂具有优良的耐热性 ,失重 5 %时热分解温度高达 4 0 3℃ .     

棉秆催化热解特性及动力学建模研究

通过不同添加剂处理棉秆的热重实验,分析NaOH、Na₂CO₃、Na₂SiO₃、NaCl、TiO₂、HZSM-5六种添加剂催化棉秆热解动力学特性,结合原料的组分分析,建立三组分独立平行一级反应热解动力学模型对试样热失重行为进行模拟,采用非线性最小平方算法求解热解动力学参数。研究发现,添加剂的加入改变了三组分动力学参数,在碱性添加剂作用下,纤维素和半纤维素热解活化能都有较大程度降低,且碱性越强,纤维素热解活化能越低,而半纤维素热解活化能越高;中性添加剂NaCl对纤维素和半纤维素热解活化能的影响不大;酸性添加剂使纤维素和半纤维素的热解活化能有所增大,但所有添加剂对木质素热解活化能的影响不明显。     

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.     

环氧基笼型倍半硅氧烷/4，4′-二氨基二苯砜体系的等温固化动力学

笼型倍半硅氧烷环氧树脂;二氨基二苯砜;固化反应动力学;差示扫描量热法     

己内酯和2,2-二羟甲基丁酸共聚酯的非等温结晶动力学研究

采用示差扫描量热仪(DSC) 研究了具有生物相容性及可降解性P(BHB-CL)超支化共聚酯的非等温熔融结晶过程, 分别采用Avrami 方程、Ozawa 方程和Mo方程对P(BHB-CL)共聚酯的非等温动力学数据进行比较分析, 计算了相关的非等温结晶动力学参数, 并利用Kissinger方程计算其非等温结晶活化能. 结果表明, Mo方程更适合描述P(BHB-CL)共聚酯的非等温结晶过程.     

联苯聚醚醚酮酮的结晶动力学的研究

通过ｄｓｃ 方法对新型聚芳醚酮联苯聚醚醚酮酮（ＰＥＥＫＤＫ） 的等温及非等温熔融结晶动力学进行了研究,运用Ａｖｒａｍｉ 方程分析了其等温结晶行为,求得了等温结晶活化能,平衡熔点,成核参数,并与其它聚芳醚酮类聚合物进行了比较。同时,对ＰＥＥＫＤＫ的非等温结晶动力学也进行了研究。     

苯胺溶剂中偶氮二异丁腈热分解特性及动力学

偶氮二异丁腈(AIBN)是一种典型的相变吸热与分解放热重叠的物质, 该重叠现象的存在不利于其动力学规律的研究. 为了正确解析AIBN相变吸热对其分解放热的影响, 并研究AIBN在溶剂中的非等温热行为, 利用差示扫描量热仪(DSC)对苯胺、AIBN及AIBN-苯胺溶液(22.18%(w))进行动态扫描, 得到不同升温速率下AIBN在苯胺溶剂中起始分解温度T_onset的范围为79.90-94.47 ℃, 比放热量较固态AIBN高291 J·g^-1左右, 该数值可以视为其比相变热. 基于Kissinger法计算的AIBN与AIBN-苯胺溶液的活化能E和指前因子A的结果相差不大. 采用Friedman法对AIBN与AIBN-苯胺溶液的热分解过程进行计算, 发现固态AIBN相变吸热对其分解放热的影响主要发生在反应进度α小于0.20的范围内, 当α大于0.20后, 两者活化能E(α)和ln(A(α)·f(α))随α的变化趋势基本一致. 分析认为, 相对于AIBN的分解反应而言, 苯胺可以视为一种惰性溶剂, 即其不会干扰AIBN的分解机理. AIBN在苯胺溶剂中的分解机理可以视为固态AIBN的分解机理. 结合Friedman法的计算结果, 采用一般积分法, 即Coats-Redfern法得到AIBN在苯胺溶剂中分解反应的机理函数为G(α)=α^3/2, 符合Mampel power法则,平均表观活化能为139.93 kJ·mol^-1.     

N-脒基脲二硝酰胺放热分解反应的动力学行为

用DSC和微热量仪研究了N-脒基脲二硝酰胺(GUDN)的放热分解反应动力学行为和比热容, 计算得到程序升温下GUDN主放热分解反应的动力学参数(活化能Ea和指前因子A)、自加速分解温度(TSADT)、绝热条件下达到最大分解反应速率的时间(tTMRad)和至爆时间(tTIad). 结果表明, 在非等温DSC条件下, GUDN的热分解过程可用经验级数自催化动力学方程dα/dt=10^18.49exp(-195500/RT)(1-α)^0.81+10^18.00exp(-177000/RT)α^1.29(1-α)^0.71描述. 热分解转热爆炸的临界温升速率为0.1236 K·h-1. 所得的TSADT、tTMRad和tTIad值分别为473.95 K、2.24 s和3.51 s.     

Kinetics and Mechanism of the Exothermic First-stage Decomposition Reaction of Dinitroglycoluril

Introduction Dinitroglycoluril (DINGU) is a typical cyclourea nitramine. Its crystal density is 1.94 gcm-3. The detonation velocity corresponding to =1.94 gcm-3 is about 8450 ms-1. Its sensitivity to impact is better than that of cyclotrimethylenetrinitramine. It has the potential for possible use as high explosive from the point of view of the above-mentioned high performance. Its preparation,1-4 properties1-4 and hydrolytic behavior4 have been reported. In the present paper, we report i…     

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).     

用加速量热仪研究KClO3/CuO/S/Mg-Al/C6Cl6的热分解

The thermal decompositions of two systems(NO.1,KClO₃(52.2%)/CuO(26.0%)/S(9.6%)/Mg-Al(3.5%)/C₆Cl₆(4.35%)) and NO.2,(KClO₃(52.2%)/CuO(26.0%)/S(9.6%)/Mg-Al(3.5%)/C₆Cl₆(4.35%)) are studied using Accelerating Rate Caorimeter (ARC).Temperature vs time curve and pressure vs time curve of reactions are shown in Fig.1 and Fig.2 respectively.The basic data including reaction time(1.3 and 7.3 min respectively),initial temperature (159 and 150℃ respectively),temperature at the maximum rate(272 and 272℃ respectively),the maximum pressure (420 and 190kPa respectively) and the activation energies(175.6 and 135.2 kJ mol-1 respectively) of the thermal decomposition are given to evaluate the safety of the two systems.Results indicate that system NO.2 is safer than NO.1.Compared with the traditional methods,ARC technique can be used to measure temperature and pressure of exothermic reaction concurrently,to find the tiny exothermicity and to determine the initial temperature of exothermic reaction.     

用加速量热仪研究KClO3／CuO／S／Mg—Al／C6Cl6的热分解

本文研究固相反应系统KClO3/CuO/S/Mg-Al/C6Cl6的热分解反应。该系统又称为烟火剂,一般说,烟火剂是一种以可燃剂和氧化剂为基本成分,能够迅速燃烧,燃烧时产生光、声、烟、热等效应的多组分混合制剂,在民用及军用的烟火设计中得到广泛应用,烟火剂的特殊作用要求它在长期贮存时内部组分不发生相互反应,具有较好的化学稳定性。     

Researches on Thermal Decomposition Kinetics of Composite Modified Double-base Propellants

The thermal decomposition kinetics of composite modified double‐base (CMDB) propellants with a series of contents of hexogeon (RDX) was investigated by using parameters of T_eo, T_i, T_p, T_f, T_b, T_a, E, lg A and ΔH, which were obtained from using a CDR‐4P differential scanning calorimeter (DSC) and Perkin‐Elmer Pyris 1 thermogravimetric analyzer (TG) analyses with heating rates of 5, 10, 15 and 20 K/min. Reliable activation energy was calculated using Flynn‐Wall‐Ozawa method before analyzing the thermal decomposition mechanism. TG‐DTG curves were treated with Malek method in order to obtain the reaction mechanisms. The obtained results show that the thermal decomposition mechanisms with the conversion from 0.2 to 0.4 was f(α)?1/2α, and with the conversion from 0.5 to 0.7 was f(α)?(1/4)(1?α)[?ln(1?α)]^?3.     

Kinetics and Mechanism of the Exothermic First-stage Decomposition Reaction for 1,5-Dimethyl-2,6-bis(2,2,2-trinitroethyl)-glycoluril

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｙｃｌｏｕｒｅａｎｉｔｒａｍｉｎｅｓｗｉｔｈＮ ｔｒｉｎｉｔｒｏｅｔｈｙｌｇｒｏｕｐｓｈａｖｅａｇｒｅａｔｅｒｄｅｎｓｉｔｙａｎｄａｈｉｇｈｅｒｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙ .Ｓｏｍｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄａｓｈｉｇｈｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ .1,5 Ｄｉｍｅｔｈｙｌ 2 ,6 ｂｉｓ(2 ,2 ,2 ｔｒｉｎｉｔｒｏｅｔｈｙｌ)ｇｌｙｃｏｌｕｒｉｌ (1)ｉｓａｔｙｐｉｃａｌｃｙｃｌｏｕｒｅａｎｉｔｒａｍｉｎｅ .Ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｄｅｎｓｉｔｙｉｓ1 74ｇ/…