二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺的热安全性和密度泛函理论研究

• 作者: 姚二岗 张海 徐抗震 胡荣祖 赵凤起 赵宏安 马海霞 高红旭
• 来源期刊: 火炸药学报
• 关键词: 物理化学 BTNNA 热分解 热安全性 自加速分解温度 热爆炸临界温度 撞击感度
• 年，卷（期）: 2013,（1）
• 页码范围: 9-16
• 页数: 8页
• 分类号: TJ55|O643
• 语种: 中文

摘要

借助二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺(BTNNA)的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大蜂顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EK and Eo)和指前因子(AK),从方程lnβi=ln[A0/be0(or p0)G(α)]+be0(or p0)Te(orp)i所得的be0(or p0)值,从方程lnβi=ln[A0/(αe0(ir p0)+1)G(α)]+lnTe(or p)i所得的ae0(or p0)值,从方程ln(βi/Tei-T0i)=ln[A0/G(α)]+bTei所得的b值,从方程ln(βi/Tei-T0i)=ln[A0/G(α)]+alnTi所得的a值,估算的比热容(cp)、密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式,Hu-Yang-liang-Xie公式,基于Berthelot方程和Harcourt-Esson方程计算热爆炸临界温度的公式,Smith方程,Friedman公式,Bruckman Guillet公式,热力学公式和Wang-Du公式,计算了由理想燃烧反应和和Hess定律得到的BTNNA的恒容标准燃烧能△cU(BTNNA,s,298.15K)和标准生成焓△fH0m (BTNNA,s,298.15K),β→0时的T0、Te和Tp值(T00、Te0和Tp0),热爆炸临界温度(Tbe和Tbp),绝热至爆时间(tTIad),撞击感度50％落高(H50),热点起爆临界温度(Ter),被310K环境包围的半厚和半径为一米的无限大平板、无限长圆柱和球形BTNNA的热感度概率密度函数S(T),相应于S(T) vs T关系曲线最大值的峰温(TS(T)max),安全度(SD),临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE).得到了评价BTNNA热安全性的下列结果:(1)△cU(BTNNA,s,298.15K)=-2184.57kJ· mol-1和△fH0m(BTNNA,s,298.15K)=(14.08±0.53)kJ· mol-1;(2)T00 =356.89K,TSADT=Te0=374.75K,Tp0=430.04K,Tbc0=387.11K,Tbp0 =439.20K; (3)当EK=128040J·mol-1,AK=1012.865s-1,cp=1.21J·g-1·K-1,Qd =2725.88J·g-1,T0=Te0=430.04K,T=Tb=442.68K,f(α)=(1-α)n,a=10-3cm,ρ=1.97g·cm-3,t-t0=10-4s,Troom=293.15K,λ=31.4×10-4J·cm-1·s-1时,H50=12.50cm,tTIad=1.73(n=0)s,1.75(n=2)s,Tcr,hot,spot=446.41℃,对无限大平板,TS(T)max=303.5K,Tacr=298.77K,SD=14.57％,PTE=85.43％,对无限长圆柱,TA(T)max=308.5K,Tacr=303.82K,SD=25.57％,PTE=74.43％,对球,R(T)max=312.0K,Tacr=307.02K,SD=33.67％,PTE=66.33％.运用HF/6-31+G*计算获得BTNNA的优化构型,NMR化学位移对前沿轨道能量、原子净电荷及稳定化能进行了分析.