DNTF 原位紅外熱分解動(dòng)力學(xué)及機(jī)理

南 海，潘 清，姜 帆，王煊軍，金朋剛，張 坤

（1. 火箭軍工程大學(xué)，陜西 西安 710025；2. 西安近代化學(xué)研究所，陜西 西安 710065）

1 引言

呋咱類(lèi)（含氧化呋咱類(lèi)）炸藥是高能量密度化合物（HEDC）研發(fā)的重要方向［1-2］，研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)氧化呋咱基代替一個(gè)硝基，可以使密度提高0.06～0.08 g·cm-3，爆速提高約300 m·s-1［3］。3，4?二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）是一種典型的呋咱類(lèi)化合物，密度為1.937 g·cm-3，爆速為9250 m·s-1，爆熱為5799 kJ·kg-1，熔點(diǎn)為106～111 ℃，其能量高于HMX（環(huán)四亞甲基四硝銨），與CL?20（六硝基六氮雜異伍茲烷）炸藥相接近，因其具有熔點(diǎn)低、能量高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)的性能而受到了廣泛的關(guān)注，并在炸藥、傳爆藥、推進(jìn)劑、發(fā)射藥等領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)應(yīng)用研究［4-19］。

在DNTF 熱分解研究方面已開(kāi)展了相關(guān)研究工作，DNTF 屬于液相分解，能與催化劑充分作用；與非等溫條件下比較，DNTF 的絕熱熱分解具有較高的活化能和指前因子［20］，一旦超過(guò)一定溫度后DNTF 將迅速分解。西安近代化學(xué)研究所等利用差示掃描量熱（DSC）［21-23］和等溫加熱測(cè)試［24］，通過(guò)對(duì)不同條件（壓強(qiáng)、加熱速率、溫度等）下DNTF 的活化能、指前因子以及爆炸臨界溫度進(jìn)行分析，認(rèn)為DNTF 在低溫下具有良好的熱穩(wěn)定性，其熱穩(wěn)定性接近HMX。劉芮［25］通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)壓熱分析技術(shù)（DPTA）與氣體質(zhì)譜儀聯(lián)合測(cè)試發(fā)現(xiàn)，DNTF 的氣體產(chǎn)物有CO、N2、NO、N2O、CO2、NO2等，低熔點(diǎn)炸藥的DPTA 熱分解是通過(guò)C—NO2斷裂生成NO2，通過(guò)—NO2→—ONO 重排后斷鍵生成NO 和CO，且存在CO+NO2→CO2+NO 平衡反應(yīng)；任曉寧［26］根據(jù)快速掃描傅里葉變換紅外光譜對(duì)DNTF裂解氣相產(chǎn)物的實(shí)時(shí)跟蹤分析，認(rèn)為DNTF 分解首先從C—NO2開(kāi)始，存在均裂生成NO2和異構(gòu)化生成NO 兩條競(jìng)爭(zhēng)分解的可能途徑。……