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新型二硝酰胺类含能离子盐的合成及能量特性分析
1
作者
彭盼盼
胡翔
+6 位作者
涂珑潇
夏文韬
曹艳军
刘宇俊
杨二刚
周水平
陶博文
《含能材料》
北大核心
2025年第8期820-828,共9页
为了进一步探究具备不吸湿特性的新型二硝酰胺类含能离子盐(DBDN)的应用潜力,研究对DBDN合成路线进行了优化,并测得了定容燃烧热(Q_(v)),计算出其标准摩尔生成焓(Δ_(f)H^(θ)_(m)),通过RAMJ能量软件计算了其在改性双基(CMDB)推进剂和...
为了进一步探究具备不吸湿特性的新型二硝酰胺类含能离子盐(DBDN)的应用潜力,研究对DBDN合成路线进行了优化,并测得了定容燃烧热(Q_(v)),计算出其标准摩尔生成焓(Δ_(f)H^(θ)_(m)),通过RAMJ能量软件计算了其在改性双基(CMDB)推进剂和低特征信号推进剂中的能量特性,用Kissinger方程开展DBDN催化高氯酸铵(AP)热分解过程的动力学研究。实验结果表明,优化后较佳的DBDN合成条件为:反应温度为65℃,反应溶剂为无水乙醇/水(体积比10:1),反应时间为5 h。DBDN的Q_(v)和Δ_(f)H^(θ)_(m)值分别为-(13525.5±3.28)J·g^(-1)和-(17.36±0.24)kJ·mol^(-1)。计算结果显示,在CMDB推进剂配方中,DBDN取代8%~14%的AP性能增益明显。在低特征信号推进剂配方中,DBDN虽然会在一定程度上削弱能量性能,但同时其降低燃烧室温度(T_(c))和尾焰温度(T_(e))的能力分别是ADN的17倍和11倍,且产气中同样无HCl气体。此外,在AP中添加10%的DBDN,会使AP的高温热分解活化能下降27.5 kJ·mol^(-1),有助于催化AP的高温热分解过程,表明DBDN还具备调节燃速和压强指数的应用潜力。
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关键词
新型
二
硝
酰胺
类
含
能离子
盐
(
dbdn
)
能量特性
改性双基(CMDB)推进剂
低特征信号推进剂
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职称材料
基于阳离子调控的ADN防吸湿技术
2
作者
彭盼盼
屈炜宸
+6 位作者
杜黎小松
史淑婧
赵新岩
李磊
杜芳
陶博文
李洪旭
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期754-760,共7页
二硝酰胺铵(ADN)作为一种极具应用前景的氧化剂,其阳离子NH4+易与空气中的水分子形成氢键,因而存在强吸湿性缺点,无法实现大规模化工程应用。据此,研究提出一种阳离子调控策略,结合Schiff base反应和离子交换反应,以对苯二甲醛(TPA)、...
二硝酰胺铵(ADN)作为一种极具应用前景的氧化剂,其阳离子NH4+易与空气中的水分子形成氢键,因而存在强吸湿性缺点,无法实现大规模化工程应用。据此,研究提出一种阳离子调控策略,结合Schiff base反应和离子交换反应,以对苯二甲醛(TPA)、氨基胍盐酸盐(AGC)和ADN为原料,通过操作简单、安全高效的一锅法反应,成功合成出含二价阳离子的新型二硝酰胺类含能离子盐(DBDN)。采用元素分析、红外光谱和核磁光谱等对其化学结构进行表征,同时结合热分析、机械感度测试和理论计算对其理化性能进行分析,并采用干燥器平衡法对ADN和DBDN进行吸湿性研究。结果显示,DBDN的撞击感度(IS)、摩擦感度(FS)和热分解温度(T_(d))分别为>40 J、16%和225℃,其安定性要远优于ADN(5 J、76%和198℃)。此外,在25℃、相对湿度(RH)分别为66%和75%的条件下,静置9 d后,ADN的吸湿率高达24.1%和39.5%,而DBDN仅为0.26%和0.48%,表现出不吸湿特性。
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关键词
二
硝
酰胺
铵(ADN)
吸湿性
阳
离子
调控策略
二
价阳
离子
新型
二
硝
酰胺
类
含
能离子
盐
(
dbdn
)
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职称材料
题名
新型二硝酰胺类含能离子盐的合成及能量特性分析
1
作者
彭盼盼
胡翔
涂珑潇
夏文韬
曹艳军
刘宇俊
杨二刚
周水平
陶博文
机构
航天化学能源全国重点实验室
湖北航天化学技术研究所
火箭军装备部驻襄阳地区军事代表室
出处
《含能材料》
北大核心
2025年第8期820-828,共9页
基金
航天化学能源全国重点实验室基金。
文摘
为了进一步探究具备不吸湿特性的新型二硝酰胺类含能离子盐(DBDN)的应用潜力,研究对DBDN合成路线进行了优化,并测得了定容燃烧热(Q_(v)),计算出其标准摩尔生成焓(Δ_(f)H^(θ)_(m)),通过RAMJ能量软件计算了其在改性双基(CMDB)推进剂和低特征信号推进剂中的能量特性,用Kissinger方程开展DBDN催化高氯酸铵(AP)热分解过程的动力学研究。实验结果表明,优化后较佳的DBDN合成条件为:反应温度为65℃,反应溶剂为无水乙醇/水(体积比10:1),反应时间为5 h。DBDN的Q_(v)和Δ_(f)H^(θ)_(m)值分别为-(13525.5±3.28)J·g^(-1)和-(17.36±0.24)kJ·mol^(-1)。计算结果显示,在CMDB推进剂配方中,DBDN取代8%~14%的AP性能增益明显。在低特征信号推进剂配方中,DBDN虽然会在一定程度上削弱能量性能,但同时其降低燃烧室温度(T_(c))和尾焰温度(T_(e))的能力分别是ADN的17倍和11倍,且产气中同样无HCl气体。此外,在AP中添加10%的DBDN,会使AP的高温热分解活化能下降27.5 kJ·mol^(-1),有助于催化AP的高温热分解过程,表明DBDN还具备调节燃速和压强指数的应用潜力。
关键词
新型
二
硝
酰胺
类
含
能离子
盐
(
dbdn
)
能量特性
改性双基(CMDB)推进剂
低特征信号推进剂
Keywords
dinitramide energetic ionic salts(
dbdn
)
energy characteristics
composite modified double base(CMDB)propellant
low signature propellant
分类号
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
V512 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于阳离子调控的ADN防吸湿技术
2
作者
彭盼盼
屈炜宸
杜黎小松
史淑婧
赵新岩
李磊
杜芳
陶博文
李洪旭
机构
航天化学能源全国重点实验室
湖北航天化学技术研究所
出处
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期754-760,共7页
基金
国家自然科学基金(22175059)。
文摘
二硝酰胺铵(ADN)作为一种极具应用前景的氧化剂,其阳离子NH4+易与空气中的水分子形成氢键,因而存在强吸湿性缺点,无法实现大规模化工程应用。据此,研究提出一种阳离子调控策略,结合Schiff base反应和离子交换反应,以对苯二甲醛(TPA)、氨基胍盐酸盐(AGC)和ADN为原料,通过操作简单、安全高效的一锅法反应,成功合成出含二价阳离子的新型二硝酰胺类含能离子盐(DBDN)。采用元素分析、红外光谱和核磁光谱等对其化学结构进行表征,同时结合热分析、机械感度测试和理论计算对其理化性能进行分析,并采用干燥器平衡法对ADN和DBDN进行吸湿性研究。结果显示,DBDN的撞击感度(IS)、摩擦感度(FS)和热分解温度(T_(d))分别为>40 J、16%和225℃,其安定性要远优于ADN(5 J、76%和198℃)。此外,在25℃、相对湿度(RH)分别为66%和75%的条件下,静置9 d后,ADN的吸湿率高达24.1%和39.5%,而DBDN仅为0.26%和0.48%,表现出不吸湿特性。
关键词
二
硝
酰胺
铵(ADN)
吸湿性
阳
离子
调控策略
二
价阳
离子
新型
二
硝
酰胺
类
含
能离子
盐
(
dbdn
)
Keywords
ammonium dinitramide(ADN)
hygroscopicity
cationic regulation strategy
divalent cations
dinitramide energetic ionic salts(
dbdn
)
分类号
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
O62 [理学—有机化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新型二硝酰胺类含能离子盐的合成及能量特性分析
彭盼盼
胡翔
涂珑潇
夏文韬
曹艳军
刘宇俊
杨二刚
周水平
陶博文
《含能材料》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于阳离子调控的ADN防吸湿技术
彭盼盼
屈炜宸
杜黎小松
史淑婧
赵新岩
李磊
杜芳
陶博文
李洪旭
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
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