C₆₀基铅盐对硝胺的催化分解研究

【作者】 徐司雨； 赵凤起； 金波； 姚二岗； 仪建华； 彭汝芳； 裴庆； 姜菡雨；

【机构】 西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室； 西南科技大学材料科学与工程学院；

【摘要】 碳材料作为催化剂在推进剂燃烧性能调节中起着重要作用,近年来以富勒烯为载体的碳质复合材料表现出好较好的催化燃烧效果。因此,本研究基于富勒烯材料合成了某新型C₆₀基铅盐(C₆₀APb),研究了C₆₀APb对典型含能材料黑索今（RDX）的催化热分解影响,针对两者的混合物(C₆₀APb/RDX=1/1)开展了热分解研究。试验采用差示扫描量热仪Netzsch DSC204 HP测试了5～20℃·min-14个升温速率（β）下C₆₀APb/RDX混合物的DSC曲线（见图1）。为对比分析,测试了所用RDX的热分解行为（见图2）。从RDX的热分解曲线图可看出,RDX本身的热分解过程DSC曲线上205℃左右存在一个明显的吸热尖峰,这是其本身熔化吸热所致,随后发生分解,在239.1℃附近出现一个明显的放热峰,由于放热峰较宽,在主放热峰后面还有一个托尾现象。从混合物的热分解曲线图可看出,不同升温速率下,C₆₀APb/RDX混合物吸热峰峰温在204.8℃附近,放热峰峰温在211.4～239.4℃范围内;随着升温速率增大,所测混合物试样吸热峰和放热峰的单位质量混合物吸收或放出的热量均增大,吸热峰及放热峰的峰温均后移。研究所用的C₆₀APb对RDX吸热过程影响少,但对RDX放热过程影响显著,会使其较宽的放热峰形变尖,放热行为变剧烈。为了获得C₆₀APb对RDX放热分解反应动力学参数影响,计算了C₆₀APb/RDX混合物的活化能Ea、指前因子A和相关系数r;并与资料报道的RDX本身放热过程动力学参数进行了对比,具体动力学参数计算数据见表1。由算出的动力学参数数据可知,所用的新型C₆₀基铅盐(C₆₀APb)可明显起到降低RDX放热过程反应的动力学参数的效果,表明其对RDX的反应有较好的催化作用效果。更多还原