• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      DSC法研究高能炸藥TEX與推進劑組分的相容性

      2015-03-05 05:42:32孟子暉徐志斌崔可建趙鳳起肖立柏
      火炸藥學報 2015年2期
      關鍵詞:峰溫推進劑表觀

      王 瑞,孟子暉,薛 敏,徐志斌,崔可建,趙鳳起,肖立柏,郭 琪

      (1.北京理工大學化工與環(huán)境學院,北京100081; 2.西安近代化學研究所燃燒與爆炸技術重點實驗室,

      陜西西安710065;3.西安航天化學動力廠,陜西西安710065)

      ?

      DSC法研究高能炸藥TEX與推進劑組分的相容性

      王瑞1,孟子暉1,薛敏1,徐志斌1,崔可建1,趙鳳起2,肖立柏2,郭琪3

      (1.北京理工大學化工與環(huán)境學院,北京100081; 2.西安近代化學研究所燃燒與爆炸技術重點實驗室,

      陜西西安710065;3.西安航天化學動力廠,陜西西安710065)

      摘要:采用差示掃描量熱法(DSC)研究了4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧雜-4,10-二氮雜四環(huán)[5,5,0,05,9,03,11]十二烷(TEX)與黑索今(RDX)、吉納(DINA)、硝化棉(NC)、吸收藥(NC+NG)、苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸鉛(Φ-Pb)和微米級鋁粉(Al)等推進劑主要組分的熱分解性能,并考察了TEX與7種組分的相容性。結果表明,TEX的熱穩(wěn)定性較好,與RDX、Φ-Pb、NC、DINA和Al粉的相容性良好,與NC+NG和DEP輕微敏感、相容性較好,可應用于推進劑等含能材料領域中。

      關鍵詞:物理化學;4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧雜-4,10-二氮雜四環(huán)[5,5,0,05,9,03,11]十二烷;TEX;相容性;推進劑;差示掃描量熱法

      引言

      4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧雜-4,10-二氮雜四環(huán)[5,5,0,05,9,03,11]十二烷(TEX)能量非常高,晶體密度高達1.99g/cm3,爆速約為8665m/s,是典型的籠狀高能鈍感炸藥[1-2]。TEX的穩(wěn)定性好(熔點大于240℃),感度較低,標準條件下的撞擊感度為44%,摩擦感度僅為8%;其爆轟性能良好,爆壓31.4GPa。TEX的綜合性能與RDX相近且優(yōu)于NTO、NQ等炸藥,并且含TEX的混合炸藥一般較為鈍感。

      1979年陳福波[1]首次合成TEX,之后國內外對TEX的合成及爆轟性能進行了研究[3];左玉芬等[4]利用真空安定性法和布氏壓力計法研究了TEX與RDX、HMX的相容性。目前其合成技術已趨成熟,即以乙二醛和甲酰胺為原料兩步法合成TEX,總產率為40.8%[5],成本低且產物純度高。TEX作為一種非常重要的炸藥添加劑,在澆鑄和壓裝炸藥中具有很大的應用價值[6-7]。

      本研究采用DSC法考察了TEX與推進劑主要組分如RDX、DINA、NC、NC/NG、DEP和Φ-Pb等的相容性,為其在推進劑中的應用提供參考。

      1實驗

      1.1材料與儀器

      TEX樣品,純度不小于99.0%,北京理工大學自制;RDX、吉納(DINA)、NC、吸收藥(NC+NG)、苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸鉛(Φ-Pb)、微米級鋁粉(Al),均來自西安近代化學研究所。

      DSC 204型差示掃描量熱儀,德國NETSCH公司;電子天平,分度值為1.0×10-5g,瑞士梅特勒托利多公司。

      1.2相容性測試

      按照GJB772A-97 502.1 安定性和相容性差示分析和差示掃描量熱(DSC)法[8]進行相容性測試。

      TEX樣品1.0~1.5mg;TEX與推進劑主要成分RDX、DINA和NC等物質混合物的質量比為1∶1,試樣量約為2~3mg,溫度為40~400℃,氮氣氣氛,流速80mL/min,升溫速率為2.5、5、10和20℃/min,共4組,試樣皿為鋁制坩堝。

      1.3相容性評價

      按照GJB772A-97 502.1法進行相容性評價時,通過該物質相對于混合體系分解峰溫的改變量(ΔTp)及這兩種體系表觀活化能(Ea)的改變率(ΔEa/Ea)來綜合評價分析,即:

      ΔTp=Tp1-Tp2

      (1)

      式中:Tp1為TEX的分解峰溫,K;Tp2為混合體系中TEX的分解峰溫,K;ΔTp為TEX相對于混合體系中TEX分解峰溫的改變量,K。

      (2)

      式中:Ea為TEX的表觀活化能,kJ/mol;Eb為混合體系中TEX的表觀活化能,kJ/mol;ΔEa/Ea為兩種體系中TEX表觀活化能的改變率。其中表觀活化能采用Kissinger方程[9](式3)求解。

      (3)

      式中:β為升溫速率,K/min;Tp為不同升溫速率下的峰值溫度,K;Ek為反應活化能,J/mol;A為指前因子,s-1;R為氣體常數(shù),8.314J/(K·mol)。

      評價相容性的推薦性等級[10]如下:ΔTp≤2.0℃,ΔEa/Ea≤20%,相容性好,1級;ΔTp≤2.0℃,ΔEa/Ea>20%,相容性較好,2級;ΔTp>2.0℃,ΔEa/Ea≤20%,相容性較差,3級;ΔTp>2.0℃,ΔEa/Ea>20%或ΔTp>2℃,相容性差,4級。

      最常用的評價熱安定性的方法是VST法和DSC法[11]。采用DSC法研究得出混合體系相容,則一定相容;若判斷其不相容時,并不能說明他們絕對不相容。因此當混合體系不相容時,可通過真空安定性試驗、布氏壓力計法和5s爆發(fā)點等實驗來綜合評估其相容性[12]。

      2結果與討論

      2.1TEX與推進劑主要組分的熱分解性能

      表1 TEX及其與推進劑主要組分混合物的熱分解動力學參數(shù)

      圖1 升溫速率為10℃/min時TEX與推進劑主要組分的DSC曲線Fig.1 DSC curves of TEX and main components ofpropellants at a heating rate of 10℃/min

      注:Tp為熱分解峰溫;Ea為表觀活化能;r為線性相關系數(shù);均由Origin 9.0線性擬合求得。從圖1可以看出,TEX在升溫過程中存在一個先吸熱后急劇放熱的過程,初步分析認為,TEX在300℃左右的吸熱峰為其熔化吸熱峰,隨后瞬間分解,于302.97℃達到最大放熱峰溫,并釋放很高的能量。與RDX和HMX的熱分解(RDX和HMX在10℃/min升溫速率下的分解峰溫分別為231.0℃和282.1℃)相比[13],TEX的分解峰溫分別提高71.97℃和20.87℃,表明TEX的熱穩(wěn)定性比RDX和HMX好。

      TEX與RDX均為硝胺類化合物,熱分解過程均以脫硝基為分解反應的第一步,熱分解機理具有較高相似性。TEX與RDX放熱溫度不相同,混合后放熱峰位置變化很小,相互之間影響不很明顯。

      TEX/(NC+NG)混合體系出現(xiàn)了兩重放熱峰,第一個峰是NC+NG的放熱峰,此時TEX還沒有開始分解,NC+NG放熱使TEX的放熱反應稍有提前,這表明他們之間的化學作用影響比較小,放熱反應各自獨立完成。NC或DINA的引入同樣也使混合體系出現(xiàn)了兩重放熱峰,即發(fā)生了兩次放熱反應,第一個峰為NC或DINA的放熱峰,與TEX的放熱峰相對獨立,沒有形成統(tǒng)一體系。

      Al粉和Φ-Pb的引入將TEX的分解過程提前了,說明二者在混合物中起到催化劑的作用,使TEX放熱峰寬變大,延緩了TEX的熱分解過程。TEX/DEP混合體系的分解峰溫比單一TEX提前了0.75℃,表明TEX與DEP相互作用影響比較小。

      2.2TEX與推進劑主要組分的相容性

      根據(jù)公式(1)和(2),得出升溫速率為10℃/min時TEX與推進劑主要組分RDX、Φ-Pb和NC等物質的相容性評價結果,見表2。

      表2 升溫速率為10℃/min時TEX與推進劑

      由表2可知,TEX與RDX、Φ-Pb、NC、DINA和Al粉的化學相容性均為1級,化學相容性良好,可安全使用。TEX與NC+NG和DEP的化學相容性為2級,化學相容性較好,也可用作推進劑組分。

      DSC法實驗溫度較高,與溫度較低的實際環(huán)境相差較遠。因此判斷混合體系不相容時,不能僅憑DSC法判定他們不相容,需進一步采用其他方法來綜合評估其相容性[15]。

      3結論

      (1)TEX與RDX、Φ-Pb、NC、DINA和Al粉的化學相容性良好,與NC+NG和DEP的化學相容性較好。

      (2)TEX可安全用于火炸藥配方和推進劑等含能材料領域中。

      參考文獻:

      [1]陳福波,段寶如,于永忠. 兵器工業(yè)部第二一四研究所研究報告匯編(1978-1980)[Z]. 蚌埠:兵器工業(yè)部第二一四研究所,1983: 29.

      [2]Karaghiosoff K, Klap?tke T M, Michailovski A, et al.4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazaisowurtzitane(TEX): a nitramine with an exceptionally high density[J]. Acta Crystallographica Section C,2002,58(9): 580-581.

      [3]崔可建,徐志斌,石玉輝,等. 4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧雜-4,10-二氮雜四環(huán)[5,5,0,05,9,03,11]十二烷的合成[J]. 北京理工大學學報,2013,33(4): 413-416.

      CUI Ke-jian, XU Zhi-bin, SHI Yu-hui, et al. Synthesis of 4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo-[5.5.0.05,903,11]-dodecane[J]. Transactions of Beijing Institute of Technology, 2013,33(4): 413-416.

      [4]左玉芬,徐榮,常昆,等. HMX與RDX對TEX熱安定性能的影響[J]. 含能材料,2005,13(2): 110-113.

      ZUO Yu-fen, XU Rong, CHANG Kun, et al. Influence of TEX and HMX on the thermal stability of TEX[J]. Chinese Journal of Energetic Materials,2005,13(2): 110-113.

      [5]Maksimowski P, Golofit T. 4, 10-Dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4, 10-diazatertracyclo [5,5,0,05,903,11] dodecane synthesis[J]. Journal of Energetic Materials, 2013, 31:224-237.

      [6]Currie A C, Dinwoodie A H. Base catalyzed reactions of glyoxal, Part 2: 4-diformyl-and 1,4-bis-methyls-ulphonylderivatives of 2,3,5,6-tetrahdroxypiperazines[J]. Journal of the Chemistry Society C,1967(2): 491-496.

      [7]Braithwaite P C, Edwards W W. TEX: a promising new insensitive high explosive[C]∥Proceedings of 28th International Annual Conference of ICT. Karlsruhe: ICT,1998:621-627.

      [8]Aparecida M K, Luiz C P, Luis C R. Synthesis of copper chromite catalyst[J]. Aerospace Science and Technology, 2004(8): 591-298.

      [9]崔可建,徐志斌,王鵬,等. TNAE的合成和熱分解動力學[J]. 火炸藥學報,2014,37(1): 17-21.

      CUI Ke-jian, XU Zhi-bin, WANG Peng, et al. Synthesis and thermal decomposition kinetics of TNAE[J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants,2014,37(1): 17-21.

      [10]胡榮祖,孫莉霞,吳善祥. GJB772A-97方法502.1[S]. 北京: 國防科工委軍標出版發(fā)行部,1997: 159.

      HU Rong-zu, SUN Li-xia, WU Shan-xiang. The method of GJB772A-97 502.1[S]. Beijing: Publishing Department of the Commission of Science, Technology and Industry for National Defense of the People′s Republic of China,1997: 159.

      [11]安亭,趙鳳起,高紅旭,等. 超級鋁熱劑的制備及其與雙基系推進劑組分的相容性[J]. 材料工程,2011(11):23-29.

      AN Ting, ZHAO Feng-qi, GAO Hong-xu, et al. Preparation of super thermites and their compatibilities with DB propellants components[J]. Journal of Materials Engineering, 2011(11):23-29.

      [12]康冰,王利剛,李笑江,等. NC/PEG共混體系的相容性研究[J]. 火炸藥學報, 2014, 37(6): 75-78.

      KANG Bin, WANG Li-gang, LI Xiao-jiang, et al. Investigation on the compatibility of NC/PEG blended system[J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2014, 37(6): 75-78.

      [13]湯嶄, 任雁, 楊利, 等. 一種判定RDX熱分解機理函數(shù)與熱安全性的方法[J]. 火炸藥學報,2011,34(1): 19-24.

      TANG Zhan, REN Yan, YANG Li, et al. A new way to estimate the thermal decomposition mechanism function and thermal satefy of RDX[J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2011, 34(1):19-24.

      [14]趙寧寧,賀翠翠,劉健冰,等. 超級鋁熱劑Al/MnO2的制備、表征及其與推進劑組分的相容性[J]. 火炸藥學報,2012,35(6): 32-36.

      ZHAO Ning-ning, HE Cui-cui, LIU Jian-bing, et al. Preparation and characterization of superthermite Al/MnO2and its compatibilities with the propellant components[J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants,2012,35(6):32-36.

      Compatibility of High Energetic Explosive TEX with Components

      of Propellants by DSC Method

      WANG Rui1, MENG Zi-hui1, XUE Min1, XU Zhi-bin1, CUI Ke-jian1, ZHAO Feng-qi2, XIAO Li-bai2, GUO Qi3

      (1. School of Chemical Engineering and Environment, Beijing Institute of Technology,Beijing 100081, China;

      2. Science and Technology on Combustion and Explosion Laboratory, Xi′an Modern Chemistry Research Institute,

      Xi′an 710065, China; 3. Xi′an Aerospace Chemical Propultion Plant, Xi′an 710065, China)

      Abstract:The thermal decomposition performance and compatibility of 4,10-dinitro-2,6,8,12-tatraoxa-4,10-diazatatracyclo [5,5,0,05,9,03,11]-decane (TEX) with main components of propellants such as cyclotrimethylenetrinitramine(RDX), N-nitrodihydroxyethylaminedinitrate(DINA), nitrocellulose (NC), absorbentia(NC+NG), diethylphthalate(DEP), leadphthalate(Φ-Pb) and aluminium powder(micron order) were studied by differential scanning calorimetry(DSC). The results show that TEX is relatively stable to heat, the binary system of TEX was compatible with RDX, Φ-Pb, NC, DINA and aluminium powder, and was slightly sensitive with absorbentia(NC+NG) and NC. Thus TEX can be used as component in propellants.

      Keywords:physical chemistry;4,10-dinitro-2,6,8,12-tatraoxa-4,10-diazatatracyclo[5,5,0,05,9,03,11]-decane; TEX;compatibility; propellant; differential scanning calorimetry

      通訊作者:孟子暉 (1970-),男,教授,博導,從事含能材料的研究。

      作者簡介:王瑞(1988-),男,碩士研究生,從事含能材料的合成及表征分析工作。

      基金項目:總裝預研實驗室基金項目(9140C350301120C35131)

      收稿日期:2014-08-14;修回日期:2015-02-02

      中圖分類號:TJ55; O657.7

      文獻標志碼:A

      文章編號:1007-7812(2015)02-0066-04

      DOI:10.14077/j.issn.1007-7812.2015.02.015

      猜你喜歡
      峰溫推進劑表觀
      綠盲蝽為害與赤霞珠葡萄防御互作中的表觀響應
      河北果樹(2021年4期)2021-12-02 01:14:50
      RDX熱分解特性及HMX對其熱穩(wěn)定性的影響
      含能材料(2020年2期)2020-02-19 08:10:18
      鋼結構表觀裂紋監(jiān)測技術對比與展望
      上海公路(2019年3期)2019-11-25 07:39:28
      例析對高中表觀遺傳學的認識
      KNSB推進劑最佳配比研究
      含LLM-105無煙CMDB推進劑的燃燒性能
      火炸藥學報(2014年5期)2014-03-20 13:17:53
      無鋁低燃速NEPE推進劑的燃燒性能
      火炸藥學報(2014年5期)2014-03-20 13:17:53
      DNTF-CMDB推進劑的燃燒機理
      火炸藥學報(2014年1期)2014-03-20 13:17:27
      表觀遺傳修飾在糖脂代謝中的作用
      遺傳(2014年3期)2014-02-28 20:58:52
      熱分析法研究ADN與推進劑組分的相互作用及相容性①
      尉氏县| 古田县| 铜山县| 钟山县| 荣昌县| 甘孜| 五河县| 土默特左旗| 南宁市| 五河县| 柳林县| 曲靖市| 东山县| 沂源县| 合山市| 广丰县| 沈丘县| 苏州市| 宁城县| 福贡县| 若尔盖县| 舒城县| 盐池县| 肇源县| 外汇| 衢州市| 涿鹿县| 武鸣县| 靖远县| 额尔古纳市| 商洛市| 莫力| 英吉沙县| 宁安市| 秦安县| 巨野县| 丹巴县| 武清区| 通河县| 永和县| 修文县|