陳 湘，張 聰，嚴(yán) 彪，裴江峰，馬海霞

(1. 西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710069；2. 西安近代化學(xué)研究所，陜西 西安 710065)

Na2·cis-BNT和G2·trans-BNT與幾種含能材料相互作用的熱分析

陳 湘1，張 聰1，嚴(yán) 彪1，裴江峰2，馬海霞1

(1. 西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710069；2. 西安近代化學(xué)研究所，陜西 西安 710065)

采用差示掃描量熱法(DSC)并結(jié)合熱重-微商熱重法(TG-DTG)研究了雙(3-(5-硝基-1,2,4-三唑))的鈉鹽(Na2·cis-BNT)和胍鹽(G2·trans-BNT)與黑索金(RDX)、奧克托今(HMX)及3,3-雙疊氮甲基氧丁環(huán)-聚疊氮縮水甘油醚共聚物(BAMO-GAP)的相容性，及混合物體系的熱行為。初步探索了樣品制備方法 (研磨法與溶劑法)對(duì)混合物體系相容性的影響。結(jié)果表明，對(duì)Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT采用干法和濕法制備得到的混合體系相容性結(jié)果有一定差異。用干法制備二元體系時(shí)，Na2·cis-BNT/RDX體系相容，Na2·cis-BNT/ HMX體系為輕度敏感，適合短期使用；而G2·trans-BNT/RDX 體系為敏感，不適合使用， G2·trans-BNT/HMX體系為不相容；用濕法制備二元體系時(shí)，Na2·cis-BNT與RDX、HMX、BAMO-GAP的混合物及G2·trans-BNT與BAMO-GAP的混合物為相容，而混合物G2·trans-BNT/RDX、G2·trans-BNT/HMX為敏感，不適合使用。非均相過(guò)程分解的HMX混合體系相容性會(huì)受混合方式的影響，因此, 由DSC法測(cè)定相容性時(shí)，制樣的混合方法需要明確說(shuō)明，并應(yīng)當(dāng)結(jié)合其他方法作最后判定。

含能材料；相容性；差示掃描量熱法；雙(3-(5-硝基-1,2,4-三唑))；BNT；研磨法；溶劑法

引 言

雙(3-(5-硝基-1,2,4-三唑))(簡(jiǎn)稱BNT)是一種高氮唑類含能材料，由Bagal等[1]于1970年首次合成，Ostapkovich、Kofman、Tselinskii、Nikitina等[2-9]隨后對(duì)BNT進(jìn)行了進(jìn)一步研究。BNT有順式和反式兩種構(gòu)型，反式構(gòu)型較順式構(gòu)型更加穩(wěn)定，順式構(gòu)型只有在較強(qiáng)的配位或氫鍵的作用下才可以存在，trans-BNT的密度為1.704g/cm3，爆速、爆壓均優(yōu)于TNT。

高能、鈍感一直是新型含能材料所追求的目標(biāo)，而相容性研究對(duì)于評(píng)估含能材料的熱安全性，確保其在加工、貯存、使用中的安全性有重要意義。相容性的研究方法主要有量氣法(VST)和量熱法(DSC)，DSC法操作簡(jiǎn)單、快速、試樣用量少、安全性高，是一種快速篩選相容性材料的方法[10]。

為了考察BNT鹽的潛在應(yīng)用價(jià)值，本研究采用DSC法對(duì)BNT的鈉鹽(Na2·cis-BNT)、胍鹽(G2·trans-BNT)分別與含能組分RDX、HMX、BAMO-GAP的相容性進(jìn)行了評(píng)估，并結(jié)合熱重-微商熱重(TG-DTG)對(duì)各混合體系的熱行為進(jìn)行了研究。同時(shí)，對(duì)每種混合體系分別采用干法和濕法制樣，探討制樣方法對(duì)混合體系相容性及熱行為的影響，為G2·trans-BNT、Na2·cis-BNT的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試樣與儀器

本研究中所采用的鈉鹽為順式結(jié)構(gòu)，胍鹽為反式結(jié)構(gòu)，如圖1所示。相較于BNT的鈉鹽，其胍鹽的爆轟性能更好，爆速7699m/s，爆壓22.5GPa，撞擊感度40J，摩擦感度360N，熱分解溫度接近TATB，具有一定的應(yīng)用前景，而鈉鹽則是合成一系列有機(jī)鹽的重要中間體[11]。

圖1 Na2·cis-BNT和G2·trans-BNT的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of Na2·cis-BNT and G2·trans-BNT

Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT，自制；RDX、HMX、BAMO-GAP，西安近代化學(xué)研究所；無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇、丙酮，均為分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；二氯甲烷(AR)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

DSC-Q2000差示掃描量熱儀，美國(guó)TA公司，動(dòng)態(tài)氮?dú)鈿夥?，流?0mL/min，溫度范圍為50～500℃，升溫速率為10℃/min，試樣質(zhì)量為0.3～0.5mg，試樣皿為鋁盤(pán)，參比為空鋁盤(pán)；SDT-Q600同步熱分析儀，美國(guó)TA公司，動(dòng)態(tài)氮?dú)鈿夥?，流?00mL/min，溫度范圍為50～600℃，升溫速率為10℃/min，試樣質(zhì)量為0.3～0.5mg，試樣皿為鋁盤(pán)，參比為空鋁盤(pán)； UTTD試管分散儀，德國(guó)IKA公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

含能材料相互混合后，如果有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，就會(huì)有熱效應(yīng)產(chǎn)生。將含能材料混合物的DSC圖譜與純含能組分的DSC圖譜進(jìn)行比較，從DSC曲線上可求得熱分解特征溫度和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。將混合體系熱分解峰溫Tp1與純含能材料參比組分峰溫Tp2之差ΔTp(ΔTp=Tp2-Tp1，對(duì)多峰體系，Tp1即首個(gè)熱分解峰峰溫)作為判據(jù)，可以評(píng)價(jià)兩種材料的相容性[12]，升溫速率一般選取10℃/min，混合體系的質(zhì)量比為1∶1，判斷是否相容的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 ΔTp相容性判據(jù)

1.3 制備方法

試樣采用干法(研磨法)和濕法(溶劑法)兩種混合方式。干法因其操作便捷性成為應(yīng)用最廣泛的制樣方法，但對(duì)于敏感材料危險(xiǎn)性較高。濕法避免了研磨過(guò)程產(chǎn)生的靜電和摩擦熱，因而是一種更為安全的制樣方法，具體操作如下：

干法：將Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT分別與RDX、HMX以質(zhì)量比1∶1(20mg∶20mg)研磨混合，BAMO-GAP無(wú)法研磨，對(duì)其采用濕法混合；

濕法：將研磨后的Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT分別與研磨后的RDX、HMX及未研磨的BAMO-GAP以質(zhì)量比1∶1(20mg∶20mg)加入到分散機(jī)中，對(duì)不同的BNT鹽加入15mL不同的溶劑(Na2·cis-BNT/RDX/C2H5OH、Na2·cis-BNT/HMX/CH3COCH3，Na2·cis-BNT/BAMO-GAP/CH2Cl2，G2·trans-BNT/RDX/H2O、G2·trans-BNT/HMX/H2O，G2·trans-BNT/BAMO-GAP/CH2Cl2)，磁力攪拌10min，轉(zhuǎn)速2800r/min，分散均勻后，離心，烘干。

2 結(jié)果與討論

2.1 干法制樣時(shí)Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT與含能組分的相容性和熱行為

采用干法制樣時(shí)，在升溫速率10℃/min下，Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT及其分別與RDX、HMX混合體系的DSC曲線如圖2所示，TG-DTG曲線如圖3所示，相應(yīng)的首個(gè)峰溫如表2所示。

從圖2(a)、圖3(a)及表2可以看出，Na2·cis-BNT/RDX混合體系DSC曲線出現(xiàn)了兩個(gè)吸熱峰和3個(gè)放熱峰，TG曲線顯示混合體系至少有4個(gè)分解階段。對(duì)照單一Na2·cis-BNT和RDX體系可知，196.4℃吸熱峰為Na2·cis-BNT失去結(jié)晶水的吸熱峰，204.4℃吸熱峰為RDX熔融峰。研磨混合后，Na2·cis-BNT/RDX體系中RDX放熱峰變得尖銳，說(shuō)明Na2·cis-BNT的存在會(huì)加速RDX的分解，而Na2·cis-BNT的放熱峰分裂為兩個(gè)小的放熱峰，放熱量分別為198.0J/g和102.6J/g，說(shuō)明RDX影響了Na2·cis-BNT的分解過(guò)程，使其發(fā)生兩次不同級(jí)別的熱分解過(guò)程，且放熱量較純Na2·cis-BNT 的1757J/g明顯減少。TG曲線顯示，Na2·cis-BNT/RDX混合體系在分解過(guò)程中首先失去結(jié)晶水，失重率約7.6%，然后是RDX分解階段，開(kāi)始于207.8℃，結(jié)束于341.1℃，失重53.8%。Na2·cis-BNT兩個(gè)分解階段分別開(kāi)始于341.1和393.9℃，兩階段共失重14.8%。

圖2 Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT及其與RDX、HMX混合體系的DSC曲線Fig.2 DSC curves of Na2·cis-BNT,G2·trans-BNT and their mixed systems with RDX and HMX

圖3 Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT及其與RDX、HMX混合體系的TG-DTG曲線Fig.3 TG-DTG curves of Na2·cis-BNT,G2·trans-BNT and their mixed systems with RDX and HMX

混合體系參比體系Tp2/℃Tp1/℃ΔTp/℃相容性等級(jí)Na2·cis-BNT/RDXRDX245.1244.60.5ANa2·cis-BNT/HMXHMX283.9278.65.3BG2·trans-BNT/RDXRDX245.1235.110.0CG2·trans-BNT/HMXHMX283.9267.716.2D

注：Tp2為純含能材料組分分解峰溫；Tp1為混合體系首個(gè)分解峰溫；ΔTp=Tp2-Tp1。

同樣，由圖2(b)和圖3(b)可以看出，在Na2·cis-BNT/HMX混合體系中，HMX的存在也使得Na2·cis-BNT發(fā)生了兩次不同級(jí)別的熱分解過(guò)程，峰溫提前，放熱峰變寬，放熱量分別為766.2和35.4J/g，小于純Na2·cis-BNT，說(shuō)明HMX的存在同樣會(huì)改變Na2·cis-BNT的分解過(guò)程。單一HMX組分的DSC曲線有兩個(gè)吸熱峰，199.5℃為HMX晶轉(zhuǎn)峰，晶型由β轉(zhuǎn)為δ；280.7℃為HMX由固相轉(zhuǎn)為液相吸熱峰，熔融峰之后緊隨著HMX的劇烈分解放熱峰。而在混合體系中HMX的晶轉(zhuǎn)峰和Na2·cis-BNT的失水吸熱峰合并為一個(gè)更寬的吸熱峰，HMX熔融峰被提前的分解放熱峰所掩蓋，說(shuō)明Na2·cis-BNT加速了HMX的分解。TG曲線顯示，Na2·cis-BNT/HMX混合體系分解分為4個(gè)階段，第一階段仍然是Na2·cis-BNT失去結(jié)晶水的過(guò)程，失重率為7.7%，接著為HMX熱分解過(guò)程，起始溫度239.6℃，終止溫度350.8℃，失重率為46.1%。最后為Na2·cis-BNT的兩個(gè)分解階段，Na2·cis-BNT第二個(gè)分解階段的放熱峰較小，但在DTG曲線上仍然可以看出其分解分為兩個(gè)階段，總失重為18.0%。

從圖2(a)和(b)可以看出，RDX和HMX混合前后分解峰溫分別提前了0.5℃和5.3℃，放熱量分別為1133.0和841.3J/g，較純RDX 的1508.0J/g與HMX 的1711J/g都有減小，峰溫提前和放熱量減小的程度說(shuō)明Na2·cis-BNT與HMX間的作用要強(qiáng)于同RDX間的作用，兩種混合體系相容性等級(jí)分別為B級(jí)和A級(jí)。

從圖2(c)可以看出，G2·trans-BNT/RDX體系中，混合后的DSC曲線在204.7℃有一個(gè)熔融峰，隨后只有235.1℃一個(gè)放熱峰。另一方面，混合體系熔融峰吸熱量為44.8J/g，較純RDX的100.7J/g吸熱量更少， RDX與G2·trans-BNT產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用，使得在DSC曲線上RDX分解峰提前了10℃，而G2·trans-BNT分解峰消失，即RDX引發(fā)了G2·trans-BNT的分解。從圖3(c)可以看出，TG曲線上G2·trans-BNT/RDX體系在231.7℃有一個(gè)主要的失重階段，失重率為52.4%，對(duì)應(yīng)于G2·trans-BNT隨RDX一起分解。隨后在322.9℃還有一個(gè)較小的失重，失重率為6.4%，這可能是混合體系初次分解產(chǎn)物在此溫度下發(fā)生了少量的分解，此后是一個(gè)緩慢失重階段。類似的現(xiàn)象出現(xiàn)在G2·trans-BNT/HMX混合體系中。

從圖2(d)可以看出，二者混合后只有一個(gè)放熱峰和晶轉(zhuǎn)峰，純HMX體系的熔融峰在混合體系中消失，分解峰溫提前16.2℃，放熱量減少為867.5J/g，說(shuō)明G2·trans-BNT和HMX同樣存在較強(qiáng)的相互作用。從圖3(d)可以看出，在TG曲線上G2·trans-BNT/HMX體系表現(xiàn)出一個(gè)主要失重階段，起始溫度202.2℃，終止溫度298.6℃，失重率為57.3%，隨后DTG曲線在314.0℃有一個(gè)小峰，可能為體系初次分解產(chǎn)物的少量分解，然后是一個(gè)緩慢失重的過(guò)程，到600℃左右質(zhì)量幾乎不再變化。

因此，干法制樣的測(cè)試結(jié)果表明Na2·cis-BNT與RDX相容，與HMX相容性為輕度敏感，可短期使用；G2·trans-BNT與RDX相容性為敏感，不適合使用，而與HMX不相容?；旌象w系的熱安定性(以首個(gè)分解峰溫為準(zhǔn))順序?yàn)椋篘a2·cis-BNT/HMX>G2·trans-BNT/HMX>Na2·cis-BNT/RDX>G2·trans-BNT/RDX。Na2·cis-BNT/RDX與 Na2·cis-BNT/HMX體系熱行為基本一致，都是Na2·cis-BNT先失去結(jié)晶水，然后RDX、HMX發(fā)生分解，最后是Na2·cis-BNT發(fā)生兩次不同級(jí)別分解的過(guò)程。G2·trans-BNT/RDX與G2·trans-BNT/HMX體系則先是G2·trans-BNT 隨RDX、HMX一起發(fā)生分解，然后初次分解產(chǎn)物再各自發(fā)生少量分解的過(guò)程。

2.2 濕法制樣時(shí)Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT與含能組分的相容性和熱行為

采用濕法制樣，在升溫速率10℃/min下，Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT分別與RDX、HMX、BAMO-GAP混合體系的DSC曲線如圖4所示，TG-DTG曲線如圖5所示，相應(yīng)的首個(gè)峰溫如表3所示。

圖4 Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT及其與RDX、HMX、BAMO-GAP混合體系的DSC曲線Fig.4 DSC curves of Na2·cis-BNT,G2·trans-BNT and their mixed systems with RDX, HMX and BAMO-GAP

由圖4(a)、(b)和圖5(a)、(b)可知，Na2·cis-BNT與RDX、HMX經(jīng)干法和濕法混合之后的熱分解過(guò)程基本一致：Na2·cis-BNT/RDX體系有4個(gè)分解階段，結(jié)晶水失重率為7.3%，RDX分解失重率為57.3%，Na2·cis-BNT兩階段總失重率為19.8%;Na2·cis-BNT/HMX體系有3個(gè)分解階段，結(jié)晶水失重率為8.1%，HMX分解失重率為46.8%，而在濕法條件下，此混合體系中Na2·cis-BNT分解第二階段放熱峰很小，在TG-DTG曲線上僅顯示為一個(gè)失重階段，失重率為21.1%。以濕法制樣時(shí)，兩混合體系DSC曲線上的熱分解峰溫較干法略有推后，DTG曲線上的主失重階段峰溫也后移，說(shuō)明濕法混合所得Na2·cis-BNT與RDX、HMX混合體系熱安定性一定程度上要比干法高。圖4(c)中Na2·cis-BNT與BAMO-GAP混合后，前者的熱分解峰溫提前約25℃，說(shuō)明BAMO-GAP對(duì)Na2·cis-BNT的分解有促進(jìn)作用，而B(niǎo)AMO-GAP的分解峰溫變化不大，提前0.3℃，但放熱量311.4J/g較純BAMO-GAP 1707.0J/g的放熱量有很大程度的減小，說(shuō)明Na2·cis-BNT能緩和BAMO-GAP的分解。由圖5(c)可知，Na2·cis-BNT/BAMO-GAP體系熱分解由3個(gè)階段組成，首先是Na2·cis-BNT失去結(jié)晶水，然后BAMO-GAP開(kāi)始分解，此過(guò)程開(kāi)始于218.0℃，結(jié)束于299.7℃，失重率為11.6%，在此之后是Na2·cis-BNT的分解，范圍為299.7～452.3℃，失重率為35.7%。

圖5 Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT及其與RDX、HMX、BAMO-GAP混合體系的TG-DTG曲線Fig.5 TG-DTG curves of Na2·cis-BNT,G2·trans-BNT and their mixed systems with RDX, HMX and BAMO-GAP

混合體系參比體系Tp2/℃Tp1/℃ΔTp/℃相容性等級(jí)Na2·cis-BNT/RDXRDX245.1246.3-1.2ANa2·cis-BNT/HMXHMX283.9281.62.3ANa2·cis-BNT/BAMO-GAPBAMO-GAP256.7257.0-0.3AG2·trans-BNT/RDXRDX245.1234.810.3CG2·trans-BNT/HMXHMX283.9273.810.1CG2·trans-BNT/BAMO-GAPBAMO-GAP256.7256.9-0.2A

由圖4(d)和(e)可知，G2·trans-BNT分別與RDX、HMX通過(guò)濕法混合后，G2·trans-BNT/RDX熱分解行為和干法相比基本一致，而G2·trans-BNT/HMX體系熱分解行為則表現(xiàn)出了一些不同。與干法相比，濕法所得G2·trans-BNT/RDX體系的DSC曲線也只有一個(gè)尖銳的RDX放熱峰，且分解峰溫較純RDX提前，說(shuō)明G2·trans-BNT對(duì)RDX的分解同樣表現(xiàn)出促進(jìn)作用，而G2·trans-BNT則隨著RDX同時(shí)分解。TG-DTG曲線上，G2·trans-BNT/RDX由一個(gè)胍鹽與RDX同時(shí)分解對(duì)應(yīng)的主失重階段和一個(gè)分解產(chǎn)物少量分解的較小失重階段組成，失重率分別為68.6%和9.6%。采用濕法所得G2·trans-BNT/HMX體系的DSC曲線上HMX熔融峰消失，在273.8與280.0℃出現(xiàn)兩個(gè)放熱峰。與RDX不同，HMX本身是一種典型的“分解熔融”型物質(zhì)，RDX的熱分解是其在熔融完成后的熔融態(tài)中的均相分解，而HMX的熱分解是固-液反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的非均相過(guò)程，即在熔融之前，已有部分固態(tài)開(kāi)始分解，按照固態(tài)(部分)分解-熔融-液態(tài)分解的過(guò)程進(jìn)行[13]。在升溫速率較慢或者有能促進(jìn)HMX分解的物質(zhì)存在時(shí)，固、液兩相的分解會(huì)發(fā)生分離，在DSC曲線上表現(xiàn)為單峰分裂為雙峰。由圖4(e)可知，G2·trans-BNT/HMX體系通過(guò)濕法混合后，可能使得相當(dāng)一部分G2·trans-BNT和HMX發(fā)生互相吸附，促進(jìn)了固相分解，使得固相分解峰提前并與液相分解峰發(fā)生分離，而干法制樣中這種相互吸附可能太少而導(dǎo)致不能出現(xiàn)兩峰的分離(圖 2(d))。圖4(e)中雙峰之間的溫差較小，而由圖5(e)可知，在TG曲線上其僅表現(xiàn)為一個(gè)較大的失重階段，失重率為67.7%，在此之后初次分解的產(chǎn)物在317.3℃發(fā)生少量分解，呈一個(gè)緩慢分解過(guò)程。

由圖4(f)可知，G2·trans-BNT/BAMO-GAP混合體系DSC曲線上有兩個(gè)獨(dú)立的放熱分解峰，256.9℃放熱峰為BAMO-GAP放熱分解峰，343.1℃處為G2·trans-BNT放熱峰。TG曲線上181.2～286.7℃為BAMO-GAP分解階段，失重率為22.5%，268.7～354.2℃為G2·trans-BNT分解階段，失重率為17.3%，隨后是緩慢分解階段，到600℃左右質(zhì)量幾乎不再變化。對(duì)比純BAMO-GAP和G2·trans-BNT組分，混合體系中BAMO-GAP峰溫推后了0.2℃，且放熱量由1707.0J/g減小為760.1J/g，說(shuō)明G2·trans-BNT能緩和BAMO-GAP的分解，而G2·trans-BNT放熱量很小，只有59.0J/g，這可能是由于BAMO-GAP分解后的產(chǎn)物(如碳)附著或包裹在G2·trans-BNT顆粒上，緩解了其熱分解的劇烈程度所導(dǎo)致。因此，采用濕法混合時(shí)，Na2·cis-BNT與含能組分RDX、HMX、BAMO-GAP均相容；G2·trans-BNT與BAMO-GAP相容，與RDX、HMX相容性為敏感，不適合使用?；旌象w系熱安定性(以首個(gè)分解峰溫為準(zhǔn))順序?yàn)椋篘a2·cis-BNT/HMX>G2·trans-BNT/HMX>Na2·cis-BNT/BAMO-GAP>G2·trans-BNT/BAMO-GAP>Na2·cis-BNT/RDX>G2·trans-BNT/RDX。同時(shí)，Na2·cis-BNT/RDX、Na2·cis-BNT/HMX、G2·trans-BNT/RDX體系在濕法混合條件下的熱行為同干法條件下的基本一致，G2·trans-BNT/HMX體系濕法條件下的熱分解行為則同干法有一定差異。Na2·cis-BNT/BAMO-GAP體系先是失掉結(jié)晶水，然后BAMO-GAP與Na2·cis-BNT分別先后開(kāi)始分解。G2·trans-BNT/BAMO-GAP則是BAMO-GAP與G2·trans-BNT先后獨(dú)立分解的過(guò)程。

由此可見(jiàn)，干法和濕法在判斷相容性上結(jié)果會(huì)有一定差異，如本研究中按照均相過(guò)程分解的RDX，其通過(guò)兩種方法同Na2·cis-BNT、G2·trans-BNT混合后相容性一致，而對(duì)于按非均相過(guò)程分解的HMX，混合方法的不同對(duì)其相容性的判斷是有影響的(圖2(d)、圖4(e))，因此由DSC法測(cè)定相容性時(shí)，對(duì)制樣的混合方法需要明確說(shuō)明，并且應(yīng)結(jié)合其他方法，如量氣法(VST)，作出最終判定。

3 結(jié) 論

(1)采用干法制樣時(shí)，Na2·cis-BNT與RDX相容，與HMX相容性為輕度敏感，可短期使用；G2·trans-BNT與RDX相容性為敏感，不適合使用，而與HMX不相容?；旌象w系的熱安定性(以首個(gè)分解峰溫為準(zhǔn))順序?yàn)椋篘a2·cis-BNT/HMX>G2·trans-BNT/HMX>Na2·cis-BNT/RDX>G2·trans-BNT/RDX。

(2)采用濕法制樣時(shí)，Na2·cis-BNT與含能組分RDX、HMX、BAMO-GAP均相容；G2·trans-BNT與BAMO-GAP相容，與RDX、HMX相容性為敏感，不適合使用?；旌象w系熱安定性(以首個(gè)分解峰溫為準(zhǔn))順序?yàn)椋篘a2·cis-BNT/HMX>G2·trans-BNT/HMX>Na2·cis-BNT/BAMO-GAP>G2·trans-BNT/BAMO-GAP>Na2·cis-BNT/RDX>G2·trans-BNT/RDX。

(3)對(duì)Na2·cis-BNT和G2·trans-BNT，干法和濕法制備得到的混合體系表現(xiàn)出相同的熱安定性順序，而對(duì)于某些特殊材料，如本研究中按非均相過(guò)程分解的HMX，兩種方法得到的混合體系在熱行為方面會(huì)有一定差異，在判斷相容性結(jié)果上也會(huì)受到一定影響。

(4)相容性的判斷有多種方法，DSC法只是其中之一。當(dāng)DSC法判斷出體系在高溫高壓下相容時(shí)，其在常溫常壓下也一定相容。但當(dāng)DSC法判斷出體系不相容時(shí)，則不能肯定被測(cè)試體系不相容，這時(shí)需要采用其他方法補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，例如VST法等。因此，本實(shí)驗(yàn)中G2·trans-BNT與RDX、HMX是否相容還需要利用VST法作深入研究。

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Thermal Analysis of Interaction of Na2·cis-BNT and G2·trans-BNT with Some Energetic Components

CHEN Xiang1, ZHANG Cong1, YAN Biao1, PEI Jiang-feng2, MA Hai-xia1

(1. College of Chemical Engineering, Northwest University, Xi′an 710069, China;2. Xi′an Modern Chemistry Research Institute, Xi′an 710065, China)

The compatibility of sodium and guanidinium salts of bis(3-(5-nitro-1,2,4-triazole))(Na2·cis-BNT, G2·trans-BNT) with cyclotrimethylenetrinitramine(RDX), cyclotetramethyle-netetranitroamine(HMX) and 3,3-diazidomethyl oxetane-glycidyl azide polymer(BAMO-GAP),and the thermal behaviors of the mixture system were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry- derivative thermogravimetry (TG-DTG). The effect of sample preparation methods (grinding method or solvent method) on the compatibility of mixed system was preliminarily explored. The results show that there are some differences in compatibility results of the mixed system obtained by dry method and wet method for Na2·cis-BNT and G2·trans-BNT, When the binary systems are prepared by grinding method, the Na2·cis-BNT/RDX system is compatible, Na2·cis-BNT/HMX system is slightly sensitive, which is suitable for short-term use, while G2·trans-BNT/RDX system is sensitive and G2·trans-BNT/HMX system is incompatible. When the binary systems are prepared by solvent method, the mixtures of Na2·cis-BNT with RDX, HMX, BAMO-GAP and G2·trans-BNT with BAMO-GAP are compatible, but the mixtures of G2·trans-BNT/RDX and G2·trans-BNT/HMX are sensitive, which are not suitable for use. The sample preparation methods have an influence on the compatibilities of HMX based mixtures for its heterogeneous thermal decomposition process. Therefore, when the compatibility is determined by DSC, the mixing method of the sample prearation needs to be clearly explained and the final judgment shall be combined with other methods.

energetic materials; compatibility; differential scanning calorimetry；bis(3-(5-nitro-1,2,4-triazole)); BNT; grinding method; solvent method

10.14077/j.issn.1007-7812.2017.04.003

2017-04-18；

2017-06-22

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.21673179; No.21373161)

陳湘(1991-)，男，碩士研究生，從事含能材料合成及性質(zhì)研究。E-mail: cxistayreal@163.com

馬海霞(1974-)，女，教授，從事新型功能材料的設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)、熱化學(xué)、量子化學(xué)研究。E-mail：mahx@nwu.edu.cn

TJ55;O64

A

1007-7812(2017)04-0015-08