偶氮四唑類氣體發(fā)生劑的設(shè)計與研究.pdf

1、偶氮四唑類化合物是一類含氮量高且性能穩(wěn)定的含能化合物，本研究通過理論計算分析，篩選出以偶氮四唑二胍(GZT)為可燃劑，以堿式硝酸銅(BCN)為氧化劑的氣體發(fā)生劑配方;通過全自動量熱儀、TG-DSC-MS聯(lián)合分析儀、機(jī)械感度測試儀等儀器驗證該氣體發(fā)生劑配方各方面的性能，最終優(yōu)化了配方設(shè)計。
　　(1)本研究從21種氣體發(fā)生劑配方著手，經(jīng)比較分析得出偶氮四唑二胍/堿式硝酸銅氣體發(fā)生劑配方具有燃燒熱低、燃燒溫度低、產(chǎn)氣量大等優(yōu)點，理論數(shù)

2、值為T=1826 K，V=4.87mol/(100g)。
　　(2)以5-氨基四唑(5-AT)為原料，經(jīng)氧化和離子置換反應(yīng)合成了偶氮四唑二胍(GZT)，用紅外光譜、核磁共振、元素分析、高效液相色譜、質(zhì)譜和掃描電鏡對目標(biāo)化合物進(jìn)行表征。并研究了影響反應(yīng)歷程的關(guān)鍵因素，得到最佳的合成條件，在最佳合成條件下GZT收率為97.2％，純度為99％。
　　(3)以GZT為可燃劑，BCN為氧化劑，設(shè)計了不同氧平衡的氣體發(fā)生劑配方，研究了各

3、個配方的燃燒特性、熱分解反應(yīng)特性及燃燒產(chǎn)物成分。各個配方的燃燒熱隨著氧平衡的升高而降低，當(dāng)GZT與BCN的質(zhì)量比為22.94∶77.06時，燃燒熱最低，即Q=953.14kJ/kg。通過TG-DSC-MS聯(lián)合分析儀測試可知，各個配方熱分解的氣體產(chǎn)物中均含有H2O、N2、CO、NO、CO2等，該類氣體發(fā)生劑燃燒過后的有害氣體成分少，對人體危害小，可作為一種安全高效的氣體發(fā)生劑。
　　(4)在零氧平衡的原則下，研究了添加硝酸胍(GN)