Journal of Advances in Physical Chemistry
Vol. 11  No. 03 ( 2022 ), Article ID: 54714 , 13 pages
10.12677/JAPC.2022.113016

一种超声辅助溶剂–非溶剂法高氯酸铵/奥克托今重结晶复合物的热分析

武文杰,马宇谦,齐秀芳*

西南科技大学国防科技学院,四川 绵阳

收稿日期:2022年6月14日;录用日期:2022年8月8日;发布日期:2022年8月15日

摘要

以丙酮为溶剂,正丁醇和丙三醇为助剂,乙酸乙酯为非溶剂,采用超声辅助溶剂–非溶剂重结晶法快速制备了微纳米高氯酸铵(AP)/奥克托今(HMX)复合物,通过热分析及热分析动力学研究其热分解性能。通过SEM、PXRD、FTIR对晶体的形貌、结构和组成进行表征,利用TG-DSC和DSC-TG-IR对其热分解进行分析,考察了其热分析动力学参数及同步热分解产物。结果表明:所制备的AP/HMX复合物晶体粒径小于10 µm,呈较圆滑的类椭球形;HMX/AP复合物的低温分解起始温度为283.8℃,峰温294.5℃,失重率约为25%;在280℃~400℃的范围内,分解产物CO2与N2O的红外吸收曲线呈现出相同的变化规律,说明复合物中HMX的分解与AP的分解同步发生;AP/HMX复合物的低温分解表观活化能为106.38 kJ∙mol−1,比AP提高2.94 kJ∙mol−1,说明AP/HMX复合物中AP的热安定性提高;计算得到热爆炸临界温度Tb为260.6℃,比AP降低28.8℃,比HMX提高4.9℃。AP/HMX复合物的热稳定性良好。

关键词

物理化学,重结晶,超声,溶剂–非溶剂法,AP/HMX,热稳定性,热分析动力学

Rapid Preparation of AP/HMX Composite by Ultrasonic-Assisted Recrystallization and Its Thermal Analysis

Wenjie Wu, Yuqian Ma, Xiufang Qi*

School of National Defense Science and Technology, Southwest University of Science & Technology, Mianyang Sichuan

Received: Jun. 14th, 2022; accepted: Aug. 8th, 2022; published: Aug. 15th, 2022

ABSTRACT

In order to improve the thermal stability of the complex, the micro-nano ammonium perchlorate (AP)/cyclo-tetramethylene-tetranitramine (HMX) composite energetic material was prepared by ultrasonic-assisted solvent-non-solvent recrystallization method, with acetone as solvent, n-butanol and propylene glycol as additives, and ethyl acetate as non-solvent, and its thermal decomposition properties were systematically investigated. The morphology, structure and composition of the crystals were characterized by SEM, PXRD, and FTIR, and the thermal analysis kinetic parameters and the synchronous thermal decomposition products were analyzed by TG-DSC and DSC-TG-IR. The results show that the crystal particle size of AP/HMX composite is less than 10 µm with ellipsoid-like morphology; The TG-DSC and DSC-IR analyses show that, the set on temperature of the first decomposition of AP/HMX complex is 283.8˚C with the peak temperature of 294.5˚C and the loss rate of about 25%; In the range of 280˚C to 400˚C, the infrared absorption curve of the decomposition product CO2 shows the same change pattern as the one of N2O, indicating that the decomposition of HMX in the complex occurs synchronously with the decomposition of AP. The thermal analysis kinetics results show that the apparent activation energy of the first decomposition of AP/HMX complex is 106.38 kJ∙mol−1, which is 2.94 kJ∙mol−1 higher than AP, indicating improved stability of AP in AP/HMX complex; the calculated heat explosion critical temperature Tb is 260.6˚C, which is 28.8˚C lower than AP and 4.9˚C higher than HMX. The prepared AP/HMX complex has a good thermal stability.

Keywords:Physical Chemistry, Recrystallization, Ultrasonics, Solvent-Nonsolvent Method, AP/HMX, Thermal Stability, Thermal Analysis Kinetics

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

高氯酸铵(AP)和奥克托今(环四亚甲基四硝胺,HMX)是复合固体推进剂的重要能量组分,其粒度和复合方式对推进剂的热安定性、热分解和燃烧性能都有一定程度的影响 [1] [2] [3]。NEPE高能固体推进剂中HMX与AP通过硝酸酯增塑聚醚粘结剂复合,其在热分解时仍然存在因AP的低温(≥90℃)初级慢分解产物NH3、HClO4等诱导HMX的分解大幅度提前 [4] [5] [6],复合物的分解温度可以提前至220℃~240℃之间,同时急剧放热;以GAP为粘结剂的HMX基复合固体推进剂中也有类似情况 [7];并且由于两种材料物理化学性质的差异而难免存在混合/复合不均匀的情况,进一步影响推进剂的燃烧稳定性;大量不同含能组分使NEPE推进剂的燃烧性能难以调节 [8]。Alla N. Pivkina等 [9] 研究了以微米级AP颗粒包覆HMX的HMX/AP复合物的热稳定性,样品中AP包覆层厚度10 μm,结果表明其所制备的复合物无论AP含量高低,都会使部分或全部HMX的分解提前;当HMX/AP复合物中HMX含量40% ≤ CHMX ≤ 90%时,复合物的热分解放热峰表现为一个单峰,热分解起始温度为216℃ ≤ T0 ≤ 232℃,分解温度较单一组分大幅提前。因此,需要改善HMX和AP复合方式,从而在提高推进剂能量的同时,提高其热安定性和燃烧性能。

除了通过粘结剂的粘结作用复合外,共沉淀/重结晶技术也是实现不同物质均匀复合的良好途径。Liao Ning等 [10] 以酮类为良溶剂、卤代烷烃为不良溶剂,将溶液加入不良溶剂中,经过共沉淀过程制备HMX/AP/EP(含能粘结剂)复合物并研究了其热分解,结果表明所制备的复合物的热分解主要位于220℃~260℃之间,分解峰温较HMX和AP大幅提前,分解速率大幅提高。该研究中为含粘结剂网络的三元共沉淀体系,通过粘结剂网络对HMX和AP进行固定、复合,并控制粒径,所用不良溶剂为环境不友好的卤代烷烃。Sherif Elbasuney等 [11] 采用混合溶剂和冷冻–冻干法制备HMX/AP共同结晶产物,由SEM结果可看出两种晶体紧密嵌合在一起,热分解峰温提前至237℃,释能效率较单一组分的HMX和AP大幅提高,热分解活化能大幅下降。以上报道结果都体现了高含量HMX与AP在热分解过程中的相互促进作用,热分解峰温均大幅提前了50℃左右。那么,有没有可能制备一种分解峰温不提前的HMX/AP复合物呢?为此我们进行了无粘结剂存在下的HMX/AP共同结晶/共沉淀实验,以制备一种热稳定性提高的HMX/AP复合物。

二种物质分子发生共同沉淀或共同结晶,首先需要有良好的共同溶剂。HMX溶于二甲基亚砜(DMSO),在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮中有一定溶解度,微溶于乙酸乙酯、小分子醇类,难溶于水和烃类、醚等。AP溶于水和液氨、DMSO,在丙酮和小分子醇类中有一定溶解度,难溶于乙醚、乙酸乙酯、苯、烃类。虽然DMSO对HMX和AP的溶解度都非常大,20℃~25℃内,可达50 g左右。但我们在实验中发现DMSO与HMX和AP都易生成溶剂化物,在以正己烷、乙醚和乙酸乙酯为非溶剂、使用超声辅助重结晶操作时易生成粘稠状物,因此对友好的非溶剂要求非常苛刻。在实验室环境下,20℃,AP在在丙酮中的溶解度约为0.13 g/(10 mL);HMX在丙酮中的溶解度约为0.22 g/(10 mL)。因此暂时放弃DMSO,改选与其它溶剂相容性更大的丙酮作为HMX和AP的共同溶剂。同时综合考虑,选择更安全的乙酸乙酯为非溶剂,并以具有助溶剂作用(对AP)的小分子醇正丁醇和丙三醇为结晶助剂,来协同改善HMX/AP共同结晶产物的晶体形貌。

基于以上,本文以丙酮为HMX和AP的共同溶剂,正丁醇和丙三醇为助剂,乙酸乙酯为非溶剂,在超声辅助下 [12] [13] 采用溶剂–非溶剂反加法快速重结晶制备微纳米AP/HMX复合含能材料。通过SEM、PXRD、FTIR对晶体的形貌、结构和组成进行了表征,利用TG-DSC和DSC-TG-IR对其热稳定性进行分析,考察了其热分析动力学参数及同步热分解产物。

2. 实验部分

2.1. 试剂和仪器

HMX,银光化工集团;AP,山东西亚化工工业有限公司;乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、丙三醇、正丁醇等皆为分析纯,成都科龙化工试剂厂。

Tensor27型傅立叶变换红外光谱仪,德国布鲁克光学仪器公司;EVO18型扫描电子显微镜,德国蔡司仪器公司;STA449 F5 Jupiter型差示扫描量热仪(DSC-TG),STA449 F5-Tensor27型热–红联用同步热分析仪(DSC-TG-IR),德国耐驰仪器制造有限公司;TD-3500型X射线衍射仪,丹东通达科技有限公司。

2.2. 实验方法

2.2.1. 微纳米AP/HMX复合含能材料的共同结晶法制备

采用溶剂–非溶剂法重结晶,采取反加法。在超声振荡条件下,35℃水浴,将质量比为1:1的AP和HMX准确称量后投于一定量的丙酮中,加入一定量的助剂(正丁醇、丙三醇),完全溶解后继续超声20 min;然后用注射器将该HMX/AP溶液注射到超声振荡的一定量的乙酸乙酯中,继续超声振荡10 min,离心、用乙酸乙酯洗涤(5 mLx3)、(通过离心不能充分分离时,则补加微滤膜过滤)、真空干燥,获得粒度均匀的细颗粒AP/HMX复合含能材料。并使用相同的方法和条件对HMX和AP分别进行重结晶制备得到重结晶HMX和AP。

2.2.2. HMX/AP复合含能材料的表征

采用EVO18型钨灯丝扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观形貌进行观察,图像辨率SE:3 nm,在高真空模式;BSE:4 nm,在低真空模式。采用Tensor27型傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对样品的红外吸收光谱进行分析,采用光谱纯KBr压片,光谱扫描范围450~4000 cm−1,分辨率优于4 cm−1。采用TD-3500型X射线衍射仪(PXRD)进行晶体结构分析,最大管电压:50 kV,最大管电流为20 mA,2θ角的扫描范围:0.5˚~170˚。采用NETZSCH TA 449 F5 Jupiter 型差示扫描量热仪(DSC-TG)对样品的热性能进行分析,升温速率为5 K∙min−1、10 K∙min−1、15 K∙min−1、20 K∙min−1,升温范围30℃~500℃,氮气,铝坩埚。采用NETZSCH STA 449F5型-Tensor 27型热红联用同步热分析仪(DSC-TG-IR)对HMX/AP复合物在升温条件下的气态分解产物进行分析,升温速率10 K·min-1,升温范围25℃~550℃,氩气,三氧化二铝坩埚。

3. 结果与讨论

3.1. HMX/AP复合物的表征

3.1.1. SEM

对所得样品进行SEM测试的结果如图1所示。图1(a)为重结晶HMX的晶体形貌,可看出,HMX晶体主要为粒径小于20 µm的方形晶体。图1(b)为重结晶AP的晶体形貌,颗粒呈正方形、长方形和菱形,晶体粒径小于10 µm。重结晶HMX和AP的晶体的形貌都趋向方形,说明在此结晶体系中AP和HMX有类似的晶习,可能有利于二者共同结晶复合。图1(c)为共同结晶AP/HMX复合物的晶体形貌,颗粒趋向类椭球形,表面及边缘较圆滑,尺寸范围约在几百纳米到几微米,尺寸分布较窄。HMX/AP复合物的晶体形貌与单组分结晶晶体的形貌相比,变化很大,说明HMX/AP共同结晶过程中AP和HMX存在互相影响,使晶体形貌变化,并形成二者的复合物。

(a) HMX (b) AP (c) HMX/AP composite

Figure 1. SEM images of crystals from recrystallization

图1. 重结晶晶体的扫描电镜图

3.1.2. FTIR

对重结晶HMX、AP、HMX/AP复合物及HMX/AP物理混合物进行FTIR测试,结果如图2所示。从图2可看出,在AP的IR谱中,δ3143.8 cm−1、δ1400.2 cm−1的两个峰为 NH 4 + 的伸缩振动吸收峰,δ1085.0 cm−1、δ628.8 cm−1的两个峰为 ClO 4 的伸缩振动峰吸收峰。在HMX的IR谱中,δ3033.8 cm−1、δ1394.4 cm−1、437.5 cm−1为N杂八元环上-CH2-的伸缩振动吸收峰,δ1564.2 cm−1、δ1283.6 cm−1为-NO2的伸缩振动吸收峰,δ1141.8 cm−1为N杂八元环上-C-N-的振动峰。HMX与AP的红外吸收谱有多处峰位相近或可重合。可以看出,HMX/AP物理混合物的特征吸收峰为AP和HMX各自分子中官能团的特征吸收峰,说明在物理混合物中,AP和HMX未发生分子间的相互作用。HMX/AP复合物的IR谱中,δ3128.5 cm−1处为 NH 4 + 的伸缩振动吸收峰;δ1400.7 cm−1对应AP中 ClO 4 的伸缩振动峰吸收峰,但峰的高波数一侧峰形变宽且谱线上有明显的拐点,应为HMX中−NO2的伸缩振动吸收所致;在δ3031 cm−1、415.0 cm−1处存在HMX环上-CH2-的伸缩振动吸收峰。由红外光谱可推测,复合物中HMX的含量较少。

Figure 2. Infrared spectra of AP, HMX, AP/HMX physical mixture and AP/HMX composite

图2. AP、HMX、AP/HMX物理混合物与AP/HMX复合物的红外谱图

3.1.3. X-射线衍射分析(PXRD)

采用粉末X射线衍射对样品进行测试分析 [14] [15],结果如图3所示。从图3可以看出:1) 与纯AP和HMX的特征峰值相比较,AP/HMX物理混合物的特征峰与AP和HMX的特征峰值基本重合,说明机械混合物为AP和HMX两种晶体的物理混合。2) 在AP/HMX复合物的特征峰中,大多数峰位与AP的特征峰值基本一致,说明复合物组成中AP为高含量组分;但在峰位2θ为40.510˚处出现了新峰,并且在2θ为14.742˚、16.012˚、20.323˚等处HMX的特征峰消失,在2θ为47.128˚、49.802˚处AP的特征峰消失;同时,复合物中大多数峰的峰高与AP和HMX不同,其相对峰高比例发生了明显变化;根据布拉格衍射方程,说明晶面间距和优势生长晶面发生了变化,及可能生成了新的晶面,产生了复合物相。

Figure 3. PXRD patterns of AP, HMX, AP/HMX physical mixture and AP/HMX composite

图3. AP、HMX、AP/HMX机械混合物与AP/HMX复合物的XRD谱图

3.2. HMX/AP复合含能材料的热分析

3.2.1. DSC

如前所述四个样品的DSC曲线如图4所示。由图4可看出:1) 重结晶HMX的DSC曲线上,279.8℃为HMX的熔融吸热峰,283.7℃为HMX的剧烈分解放热峰温,峰形窄、高;2) 重结晶AP的DSC曲线上,243.2℃为转晶吸热峰,313.6℃为AP的低温分解放热峰,411.4℃为AP的高温分解放热峰,两个主峰之间有微小的放热峰,两个主放热峰的峰值较低、峰的宽度较大,说明AP受热分解放热缓慢并且所释放的能量较低。3) 在AP/HMX的机械混合物DSC曲线中,189.6℃为HMX的转晶吸热峰,244.2℃为AP的转晶吸热峰;在221.3℃和247.7℃为HMX受AP初级分解产物影响而提前分解的放热峰,280.9℃为HMX正常分解放热峰,由于提前分解放热的热效应加速了HMX在熔融前的慢分解,使HMX未开始熔融吸热过程即开始剧烈分解放热,比纯HMX的放热峰提前了3.7℃;在300℃~450℃为AP的分解,与HMX的放热峰相比,AP的低温分解放热峰和高温分解放热峰变得浅而宽,这是由于AP的分解速率较慢、放热量较少。机械混合物中AP与HMX固体颗粒之间在受热时存在相互作用。AP分解产生NH3、HClO4和ClO3时活化能小于HMX的气化活化能,所以在AP与HMX的物理混合物中,总是AP先分解。其分解产物对HMX的分解有不同程度的影响,NH3可以吸附在HMX表面并与之形成氢键,NH3中氢原子会进攻HMX结构中电负性较大的原子,电子云分布的改变破坏了HMX的对称构型,导致HMX较易分解;且HMX分解产生的NO2与NH3反应放出大量的热,从而进一步加快了HMX的分解;ClO3和OH对HMX的分解影响不大,OH可以降低HMX的N-NO2键解离能,使HMX的N-NO2初始解离更易发生。同时,HMX也会对AP的分解产生影响,其分解产物NO2和N2O会在AP的分解过程中起催化作用,使AP的分解峰温降低。如此,AP与HMX在受热下的相互作用,形成“连锁互动”效应 [9] [16] [17] [18]。4) AP/HMX复合物DSC曲线上,248.0℃为AP的转晶吸热峰,与重结晶AP相比,提高了4.8℃,比AP/HMX机械混合物提高了3.8℃,说明在复合物中AP更加稳定;在294.5℃的分解放热峰,与重结晶HMX相比,峰温后移、峰形变宽,同时比重结晶AP的低温分解放热峰峰温前移、峰形变高变窄、放热量增加,并且此峰为一单峰,因此判断此峰为HMX和AP的共同分解放热峰;在350℃~450℃之间有4个可见的慢放热峰,为AP/HMX的高温慢分解放热峰。从AP/HMX复合物与AP/HMX物理混合物的DSC曲线对比可知,复合物中未出现HMX的提前分解和急剧分解放热峰,复合物的热稳定性优于物理混合物。

Figure 4. DSC curves of AP, HMX, AP/HMX physical mixture and AP/HMX composite

图4. AP、HMX、AP/HMX机械混合物与AP/HMX复合含能材料的DSC曲线

3.2.2. TG-DTG

图5为升温速率10 K·min−1时,前述四个样品的TG、DTG曲线图。详细的热失重率和热失重速率(DTG)数据列于表1中。

综合分析图5表1,可以看出:1) 纯HMX在274℃开始慢分解失重,慢分解失重率为7.85%,279.8℃~291.8℃急剧失重,失重率为83.43%。2) AP主要表现为两段失重,主要失重区域为300℃~500℃,在302.5℃~341.2℃是AP低温分解的质量损失,失重率为10.32%,在358.0℃~418.5℃区间为AP高温分解所产生的质量损失,失重率为68.96%,在302.5℃之前和两个主失重区之间都存在缓慢失重,说明AP持续分解。3) AP/HMX机械混合物在213℃开始即有明显失重,主要失重区域为210℃~420℃,存在四个较明显失重区间,213.6℃~225.3℃和225.3℃~253.0℃为HMX在AP初级分解产物影响下的提前分解,失重率约为12.39%,然后HMX继续慢分解至急剧分解,急剧失重发生在272℃~295℃,后续为AP的低温分解和高温分解失重,失重速率较缓慢,由于受HMX分解产物的影响,失重区间约在420℃基本完结,比纯AP有一定程度的提前。4) AP/HMX复合物主要表现为两个失重区域,283.8℃~312.5℃为快速失重区,失重率24.91%,最大相对热失重速率20.52%∙min−1,与AP的低温分解区接近,认为是HMX-AP共同分解失重,后续经过一个缓慢分解,然后在349.1℃~422.5℃大量失重,失重率78.76%,最大相对热失重速率23.08%∙min−1

总之,AP/HMX共同结晶复合物的热失重比AP和AP/HMX机械混合物的起始点推迟、终止点提前,说明复合物的热安定性更高、热分解更集中、分解反应速率更快,并且反应机理不同于物理混合物。同时结合IR、PXRD、DSC-TG分析结果,表明在复合物中HMX可能被AP包裹,从而使得HMX的分解峰与AP的低温分解峰合并,并且HMX与AP的协同分解作用促进了AP的高温分解提前。

(a) TG curves(b) DTG curves

Figure 5. TG and DTG curves of samples

图5. 样品的TG和DTG曲线

Table 1. TG-DTG information of the samples

表1. 样品的TG-DTG数据

3.2.3. 热分析动力学 [19]

1) 表观活化能Ea

通过DSC分析得到样品在不同升温速率β下加热的分解峰温,采用基辛格(Kissinger)法计算样品的热分解动力学参数(包括热分解活化能Ea、指前因子A)。该法主要是依据如下假设,热分解曲线峰值温度处的反应速度为最大,并认为固体分解反应一般遵循n级反应,将质量作用定律和阿累尼乌斯方程联合变换得到最终的关系式:

ln β T p 2 = ln ( A R E ) E R T p (1)

式中,β为仪器的升温速率,K∙min−1;Tp为升温速率β下的分解峰温,K;A为指前因子,min−1;E为表观活化能,J∙mol−1;R为气体常数,8.314 J∙mol−1·K−1。由上式可知, ln ( β / T p 2 ) 与1/Tp之间的关系曲线是一条斜率为−Ea/R的直线。因此:由 ln ( β / T p 2 ) 对1/Tp作图,从斜率求Ea,进而求得动力学参数A。

计算数据列于表2。从表2可看出,AP/HMX复合物第一步热分解的表观活化能为106.38 kJ∙mol−1,比AP提高2.94 kJ∙mol−1,说明AP/HMX复合物中AP的热安定性提高;比HMX降低了293.84 kJ∙mol−1,说明在复合物中HMX的分解更快速,这与该峰所在温区的热失重速率更大相一致。同时,从各样品的A值比较可看出,AP/HMX复合物中低温分解峰的A值与AP的低温分解峰的A值相接近,说明复合物中低温分解段AP起主导作用。

Table 2. Thermal analysis kinetic parameters of the samplesa

表2. 样品的热分析动力学参数a

(a 各样品的Tp分别取自:AP的低温分解峰,HMX的分解峰,AP/HMX机械混合物中HMX的主要分解峰,AP/HMX复合物中低温分解峰。)

2) 热爆炸临界温度Tb [19]

分别将四种样品在升温速率为5 K∙min−1,10 K∙min−1,15 K∙min−1,20 K∙min−1的DSC实验数据代入公式(2)。

T p i = T p 0 + b β i + c β i 2 + d β i 3 (2)

式中β为升温速率;Tpi对应升温速率为β时物质的热分解峰温,求出β→0时的Tp0的值,再将Tp0代入热爆炸临界温度Tb公式(式3),求得Tb

T b = E a E a 2 4 E a R T p 0 2 R (3)

Ea为表观活化能,J∙mol−1;R为气体常数,8.314 J∙mol−1∙K−1。计算结果如表2所示,可以看出,Tb的大小顺序为:AP > 机械混合物 > AP/HMX复合物 > HMX,AP/HMX复合物的热爆炸临界温度为260.6℃,比AP降低28.8℃,比HMX提高4.9℃。

3.2.4. DSC-IR分析

HMX/AP复合物的DSC-IR测试结果如图6所示,图中各主要红外吸收峰对应气体分别为:δ3745 cm−1,NH3和H2O;δ2368 cm−1,CO2;δ2238 cm−1、2203 cm−1,N2O;δ1745 cm−1,CH2O。HMX与AP受热分解产生的主要气体有N2O、CH2O、CO2、H2O [13],其中CH2O、CO2为含碳化合物,其分子中的C来自HMX,N2O为HMX和AP的共同气相产物。从图6(b)和(c)可看出,N2O和CO2在加热升温过程中产生的气相产物红外吸收谱上具有相同的变化规律,两种气体的最大吸收都分布于280℃~400℃,说明在AP/HMX复合物中,HMX和AP的热分解几乎同时发生。

(a) three-dimensional fit plot (b) IR absorbance of CO2 and N2O respectively following (c) IR of gasous products at different temperature near the the temperature exothermic peak

Figure 6. Graphs of the synchronous DSC-IR analysis of the HMX/AP composite

图6. HMX/AP复合物的同步DSC-IR分析

4. 结论

1) 丙酮为溶剂,乙酸乙酯为非溶剂,丙三醇和正丁醇为助剂,超声辅助溶剂–非溶剂反加法重结晶制备微纳米AP/HMX复合物,所得结晶产物晶体形貌趋向椭球形。

2) AP/HMX复合物热失重曲线介于AP与HMX之间,热分解速率高于AP;AP/HMX复合物的第一放热分解峰温为294.5℃,放热量比AP显著增加;AP/HMX复合物高温段的分解峰特征明显不同于AP及二者物理混合物,在280℃~400℃ DSC气相产物N2O与CO2同步红外光谱证明复合物中HMX的热分解与AP的分解同步发生。

3) 通过DSC测试和Kissinger法计算得到AP/HMX复合物热分解的表观活化能为106.38 kJ∙mol−1,比AP提高2.94 kJ∙mol−1,说明AP/HMX复合物中AP的热安定性提高。所制备的HMX/AP复合物具有良好的热稳定性。

文章引用

武文杰,马宇谦,齐秀芳. 一种超声辅助溶剂–非溶剂法高氯酸铵/奥克托今重结晶复合物的热分析
Rapid Preparation of AP/HMX Composite by Ultrasonic-Assisted Recrystallization and Its Thermal Analysis[J]. 物理化学进展, 2022, 11(03): 134-146. https://doi.org/10.12677/JAPC.2022.113016

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