LLM-105的精制及其含能配合物的合成、表征和催化性能研究.pdf

1、2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)是一種新型高能鈍感含能材料，具有含能量高、感度低、熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。本文采用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑對(duì)LLM-105（2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪-1-氧化物）進(jìn)行重結(jié)晶研究?？疾炝司茥l件對(duì)樣品的微觀形貌、粒度、熱分解性能、撞擊感度和摩擦感度的影響。其中，在升溫速率5K/min，10 K/min，15 K

2、/min，20 K/min條件下測(cè)試了LLM-105樣品的熱分解過程的差示掃描量熱(DSC)結(jié)果，通過Kissinger法計(jì)算了不同精制條件下LLM-105樣品的表觀活化能。研究結(jié)果表明:DMF精制的樣品顆粒多呈細(xì)長棒狀，存在少量不規(guī)則顆粒，90％顆粒粒徑小于63.78μm，熱分解峰溫為352.5℃，表觀活化能為235.32KJ/mol，撞擊感度和摩擦感度分別為28％和22％; DMSO精制樣品顆粒呈規(guī)則的短棒狀晶體結(jié)構(gòu)，表面光滑，顆粒

3、的分散性好，90％顆粒粒徑小于46.54μm，熱分解峰溫為357.4℃，表觀活化能為239.95 KJ/mol，撞擊感度和摩擦感度分別為20％和18％; NMP精制后的樣品顆粒大多呈不規(guī)則細(xì)長顆粒狀態(tài)，90％顆粒粒徑小于44.18μm，熱分解峰溫為340.7℃，表觀活化能為229.97 KJ/mol，撞擊感度和摩擦感度分別為38％和30％。綜合比較知:采用DMSO為溶劑有利于得到熱穩(wěn)定性更好，感度更低的LLM-105。
　　本文以

4、2，6-二氨基毗嗪-1-氧化物(DAPO)及其一硝化產(chǎn)物（2，6-二氨基-3-硝基吡嗪-1-氧化物，DANPO）、二硝化產(chǎn)物(2，6-二氨基-3，5-硝基吡嗪-1-氧化物，LLM-105)為配體，以Bi3+、Cu2+、pb2+為金屬離子合成了八種含能配合物，并通過紅外和元素分析結(jié)果初步確定了其分子式，即: Bi(C4H5N4O)3、Cu(C4H5N4O)(CH3COO)、Bi(C4H4N5O3)3、 Cu(C4H4N5O3)(CH3CO

5、O)、Pb(C4H3N5O3)、Cu(C4H3N6O5)(CH3COO)和Pb(C4H2N6O5)。其中對(duì)于Bi3+含能配合物，配合物脫去一個(gè)質(zhì)子，以NH和N+-O-基團(tuán)與Bi3+形成配位鍵，配體與金屬離子的摩爾比為3∶1。對(duì)于Cu2+含能配合物，配合物脫去一個(gè)質(zhì)子，CH3COOH脫去一個(gè)質(zhì)子，與Cu2+形成配位鍵，配體與CH3COOH和Cu2+的摩爾比是1∶1∶1。對(duì)pb2+含能配合物，配體中的兩個(gè)氨基分別脫去一個(gè)質(zhì)子，以NH和N+-

6、O-與pb2+形成配位鍵，配體與pb2+的摩爾比為1∶1。
　　本文采用TG/DTG、DSC技術(shù)，通過TG-DTG曲線和DSC曲線特征峰的峰形和峰位變化分析了這八種含能配合物對(duì)推進(jìn)劑中最常用的氧化劑高氯酸銨(AP)的熱分解過程的催化性能影響。研究結(jié)果表明:其中DAPO的配合物，Bi(C4H5N4O)3可以使AP的低溫分解過程(LTD)和高溫分解過程(HTD)分解峰峰溫分別提前50.58℃和61.64℃，表觀分解熱增大293.90

7、J/g;Cu(C4H5N4O)(CH3COO)可以使AP的LTD）和HTD分解過程重合，并比純品AP的HTD分解峰溫提前101.06℃，表觀分解熱增大343.90 J/g。DANPO的配合物，Bi(C4H4N5O3)3可以使AP的LTD和HTD分解峰峰溫分別提前66.67℃和58.23℃，表觀分解熱增大329.77 J/g; Cu(C4H4N5O3)(CH3COO)可以使AP的LTD和HTD分解峰峰溫分別提前57.50℃和58.23℃，

8、表觀分解熱增大195.67 J/g;Pb(C4H3N5O3)可以使AP的LTD和HTD分解峰峰溫分別提前78.14℃和59.37℃，表觀分解熱增大446.99 J/g。LLM-105的配合物Cu(C4H3N6O5)(CH3COO)可以使AP的LTD和HTD分解峰峰溫分別提前86.16℃和51.06℃，表觀分解熱增大245.68 J/g; Pb(C4H2N6O5)可以使AP的LTD和HTD過程重合，整體熱分解溫度比AP的HTD分解峰溫提前