2-羟基和4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐的热行为、分解机理、非等温分解反应动力学及其在推进剂中的应用

摘要

在程序升温条件下,用DSC, TG,慢速裂解/傅里叶红外,研究了2-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐(2HDNPPb)和4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐(4HDNPPb)的热行为、机理和动力学参数,提出了它们的热分解机理,计算了热爆炸临界温度,考察了它们对RDX改性双基推进剂的催化效果.结果表明:2HDNPPb和4HDNPPb主放热分解反应的表观活化能和指前因子值分别为252.34 kJ·mol-1, 1019.30 s-1和187.39 kJ·mol-1, 1013.74 s-1.由加热速率β→0的DSC曲线的初始温度(Te)和峰温(Tp)算得2HDNPPb和4HDNPPb的热爆炸临界温度值分别为327.64, 336.57和323.90, 333.96 ℃. 2HDNPPb的热稳定性优于4HDNPPb. 0.1 Mpa时,它们的放热分解过程动力学方程可表示为:对2HDNPPb dα/dT=1020.48(1-α)[-ln(1-α)]3/5e-3.0351×104/T对4HDNPPb dα/dT=1015.00(1-α)[-ln(1-α)]2/3e-2.2539×104/T对含RDX改性双基推进剂,它们都具有催化燃烧和降低压力指数的作用.2HDNPPb的催化效果明显优于4HDNPPb.羟基在分子中所处的不同位置是影响热稳定性和催化效果的主要因素.