以温度为函数的硝仿系炸药的爆发分解反应动力学参数  

Kinetic Parameters of Explosive Decomposition Reaction of Trinitromethyl Explosives as a Function of Temperature

作　　者：胡荣祖[1] 松全才[2] 董海山[3] 赵凤起[1] 高红旭[1] 赵宏安[4] 马海霞[5] 

机构地区：[1]西安近代化学研究所,陕西西安710065 [2]北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081 [3]中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900 [4]西北大学信息科学与技术学院,陕西西安710069 [5]西北大学化工学院,陕西西安710069

出　　处：《火炸药学报》2009年第6期62-65,共4页Chinese Journal of Explosives & Propellants

基　　金：火炸药燃烧国防科技重点实验室基金(No.9140c3501010601)

摘　　要：用爆发点试验装置测定了6种硝仿系炸药:2,2,2-三硝基乙基-N-硝基-甲胺(TNMA)、二(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)乙二胺(BTNEDA)、4,4,4-三硝基丁酸-2,2,2-三硝基乙酯(TNETB)、二(2,2,2-三硝基乙醇)缩甲醛(BTNF)、1,1,1,3-四硝基丙烷(TETNP)和二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺(BTNNA)在不同温度下的爆发延滞期。依据谢苗诺夫方程lntlag,i=RETαi-lnAα,由lntlag,i对1/Ti的关系,用作图法和最小二乘法计算了爆发分解反应的表观活化能(Eα)、指前因子(Aα)和5 s爆发点。用非线性等转化率积分法所得的表观活化能(Eα)校验了由lntlag,i^1/Ti关系得到的Eα值。借助热力学关系式,计算了爆发分解反应的活化热力学参数[活化自由能(ΔG≠),活化焓(ΔH≠)和活化熵(ΔS≠)]。结果表明:(1)Eα和作图法所得Eα间的相对误差在±5%以内;(2)Eα与最小二乘法所得Eα相等的事实佐证了不同温度下爆发分解反应延滞期内的分解深度是相等的,所得Eα和Aα值是可接受的,谢苗诺夫方程推导过程中采用AαG(α)的假设是合理的;(3)以5s爆发点和ΔG#为判据,6种硝仿系炸药对热抵抗能力的次序为:TNETB>BTNF>BTNEDA>TETNP>TNMA>BTNNA。The time lag prior to explosion of six trinitromethyl explosives： 2, 2, 2-trinitroethyl N-nitromethyl amine （TNMA）, bis （2, 2, 2-trinitroethyl-N-nitro ） ethylene diamine （BTNEDA）, 2, 2, 2-trinitroethyl-4, 4, 4- trinitrobutyrate （TNETB）, bis （2,2,2-trinitroethyl） formal （BNTF）, 1,1,1,3-tetranitropropane （TETNP） and bis （2,2,2-trinitroethyl-nitramine （BTNNA） at different temperature was measured by an explosion temperature test apparatus. The apparent activation energy （Ea） and pre-exponential constant （Aa） of the explosive decomposition reaction and the value of T corresponding to t= 5 s, T t=5s, in Semenov＇s equation for the relationship governing the time lag t, prior to explosion after heating to a temperature, T （K）： lnt lag,i =Ea/RTi= lnAa were calculated. The values of Eo obtained by integral isoconversional non-linear method were used to check the values of Eo obtained by plotting lntlag,i against 1/Ti. With the help of thermodynamic formulae, the thermodynamic parameters of activation [free energy of activation （△G^≠）, enthalpy of activation （△H^≠） and entropy of activation （△S^≠）] for the explosive decomposition reaction were calculated. The results show that：（1） the relative error between the values of E.by plotting method and E.is within ±5%; （2） the fact of Ea=Ea by the linear least-squares method indicates that： （a） the fraction of material reacted during the time lag prior to explosion at different temperature is equal ; （b） the values of Eo and A. obtained are acceptable and （c） assumption of adopting Aa〉〉G（a） in derivation of Semenov＇s formula are tenable; （3） using Tt-5s and △G^≠ as criteria, the heat-resistance ability of six trinitromethyl explosives decreases in the order TNETB〉BTNF〉BTNEDA〉TETNP〉TNMA〉〉BTNNA.

关 键 词：物理化学 硝仿系炸药 爆发分解反应 爆发点 动力学参数 活化热力学参数 

分 类 号：TQ562[化学工程—炸药化工] O613.2[理学—无机化学]