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氧化剂是固体推进剂的重要组成部分,N,2,2,2-四硝基乙酰胺酸(TNAA,C2HN509),氧平衡30.0%,是一种潜在的新型无卤含能氧化剂。本文较系统地开展了 TNAA的合成工艺、溶解特性、感度、吸湿性、热分解行为、化学相容性以及爆轰性能等方面的研究,这将为TNAA的应用研究提供数据支撑。以2-甲基-4,6-二羟基嘧啶为原料制备了 1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7),再由FOX-7硝化得到TNAA。采用NMR、FTIR及X-射线单晶衍射仪等现代分析仪器对TNAA进行结构表征,鉴定了 TNAA的分子结构,并获得了 TNAA晶体的空间结构数据:TNAA晶体属单斜晶系,晶体密度为1.844g/cm3,空间群P21/c。TNAA与含有活性基团溶剂中如甲醇、丙酮、水、DMF、乙酸乙酯、乙醚等中会发生化学反应。TNAA在二氯甲烷、三氯甲烷中溶解度分别为11.54g/100g与2.7g/100g,在四氯甲烷、正己烷等非极性溶剂中不溶或难溶;TNAA在75℃下48h后失重4.59%;在温度为30.0℃且空气湿度超过70%的环境下,会有明显的水解现象;TNAA的撞击感度为28%(2kg,250mm),与AP相当,摩擦感度为72%(1.5kg,90°摆角),与RDX相当。采用DSC多重升温速率扫描法研究了 TNAA的热分解行为,测得熔点为91.6℃,分解峰温为147.8℃;采用Kissinger法和Ozawa等方法,获得TNAA热分解反应的动力学参数,其分解活化能Ek为130.24 KJ mol-1,E0为130.51 kJ·mol-1,指前因子logA为16.11s-1,外延起始温度(Tp0)为127.10℃,热爆炸临界温度(Tb)为137.86℃。利用密度泛函理论(DFT)及Kamlet公式等,计算得到TNAA的生成热为-123.63kJ·mol-1,爆热为4391.33kJ kg-1,爆速为8.15km·s-1,爆压29.88GPa,爆温为4382.72K,爆容为679.33 L·kg-1,并与TATB和HMX进行比较,结果表明TNAA的能量介于TATB与HMX之间。采用DSC法研究了 TNAA与一些固体推进剂组分的化学相容性,结果表明:TNAA与奥克托今(HMX)、黑索金(RDX)和六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)、A1粉相容性等级为A;TNAA与高氯酸铵(AP)的相容性等级位于B与C之间;TNAA与三硝基甲苯(TNT)、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)、硝酸铵(AN)以及硝化棉(NC)相容性等级为C;TNAA与B粉、Mg粉则相容性等级为D;最后,TNAA与端羟基聚丁二烯(HTPB)粘合剂、1#中定剂和PbC03发生严重的化学反应,使混合物原料发生严重的化学变化,相容性非常差,故认定等的相容性等级均为D。