偕二硝基不敏感增塑剂的合成与性能

2020-08-14 09:59:36刘亚静高福磊汪营磊赵宝东陈斌尉涛
应用化工 2020年7期

刘亚静,高福磊,汪营磊,赵宝东,陈斌,尉涛

(西安近代化学研究所,陕西 西安 710065)

在火炸药配方体系中,含能增塑剂的主要作用是改善火炸药配方的低温力学性能和安全性,增加体系固含量,进而提高总体能量水平[1-3],这就要求增塑剂具有一定的能量水平、较低玻璃化转变温度、低黏度、低迁移、高热稳定性和低感度[4]。国内外研究发现,偕二硝基增塑剂能量较高、稳定性好、增塑性能优良[5-6],被广泛用于混合炸药、推进剂和发射药配方中,最为典型的代表是双(2,2-二硝基丙基)缩甲(乙)醛(BDNPF/A,A3)[7-9],Kumari[10]报道了BDNPF/A的合成与性能,该化合物密度 1.38 g/cm3,生成热-194.05 kJ/mol,感度较低,且与推进剂组分相容,是一种极具应用前景的不敏感含能增塑剂[11],但是其玻璃化温度较高,不能满足现代复杂战争环境下,新型武器系统对动力能源固体推进剂越来越高的环境适应性要求。

本文基于偕二硝基类化合物结构上的优势,设计了2,2-二硝基丙醇乙酸酯(DNPAc)、2,2-二硝基丙醇丙酸酯(DNPPc)、2,2-二硝基丙醇丁酸酯(DNPBc)三种含能增塑剂,进行了合成、工艺优化、结构表征、性能预估及测试研究,发现该类化合物热安定性较好,生成热较高,玻璃化温度极低,安全性优异,有望在特种推进剂或发射药中得以应用。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

2,2-二硝基丙醇(DNPOH,纯度≥99%),参考文献[12]自制;乙酸、丙酸、正丁酸、浓硫酸(质量分数为98%)、甲苯、对甲基苯磺酸均为分析纯。

NEXUS 870型傅里叶变换红外光谱仪;AV 500 型 (500 MHz)超导核磁功能共振仪;VARIO-EL-3 型元素分析仪;DSC 204 HP型高压差示扫描量热仪;LC22010A型高效液相色谱仪;……

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