Vol. 50 No. 3Jun. 2021第50卷第3期2021年6月爆破器材Explosive Materialsdoi ；10.3969/j. issn. 1001-8352.2021.03.001二硝基乙腈钾与火药组分相容性的DSC 法评估**收稿日期:2020-06-22基金项目：国家自然科学基金（21805224）第一作者:李祥志（1988 -），男，助理研究员，主要从事含能材料的合成及应用性能研究。
E-mail ：2006294032@ 163. com通信作者:王伯周（1967 -），男,研究员，博导，主要从事含能材料合成与应用研究。
E-mail : wbz600@ 163. com李祥志① 吴敏杰① 陆洪林① 刘巧娥② 毕福强①③ 王伯周①③①西安近代化学研究所（陕西西安,710065）②甘肃银光化学集团工业有限公司（甘肃白银,730900）③氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室（陕西西安,710065）［摘要］为了了解二硝基乙睛钾（DNCK ）与火药常用组分之间的相容性,采用差示扫描量热法（DSC ）研究了DNCK 与这些组分之间的相互作用。
结果表明:DNCK 与DAGR 吸收药、DA 吸收药、硝化棉（NC ）、硝基胍（NQ ）、叠氮硝胺（DIANP ）、1,3-二甲基-1,3-二苯基脲（C2）、2-硝基二苯胺（2-NDPA ）相容性良好;与六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）和N-甲基斗硝基苯胺（MNA ）轻微敏感；与黑索今（RDX ）、三羟甲基乙烷三硝酸酯（TMETN ）和间苯二酚 （Res ）敏感；DNCK 与奥克托今（HMX ）和N-丁基硝氧乙基硝胺（BUNENA ）混合体系的分解峰温较HMX 和BUNE-NA 单质组分分别提前了 35.2 t 和17.4 因此，与HMX 和BUNENA 不相容。
［关键词］物理化学;二硝基乙睛钾;相容性;差示扫描量热法（DSC ）［分类号］TQ560；V512.2Compatibility of Potassium Dinitroacetonitrile with Propellant Components Evaluated by DSC MethodLI Xiangzhi ①,WU Minjie ①,LU Honglin ①,LIU Qiaoe ②,BI Fuqiang ①③,WANG Bozhou ①③① Xi'an Modern Chemistry Research Institute (Shaanxi Xi'an, 710065)② Gansu Yinguang Chemical Industry Group Co. , Ltd. ( Gansu Baiyin , 730900)③ S tate Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals (Shaanxi Xi'an, 710065)[ABSTRACT ] In order to study the compatibility between potassium dinitroacetonitrile( DNCK) and common propellantcomponents , the DSC method was used to study the interaction of DNCK with these components. Results show that the sys tems of DNCK with DAGR absorbent powder , DA absorbent powder , nireocellulose( NC) , nitroguanidine(NQ) , 1,5-diazi-do-3-nitrazapentane ( DIANP ) , 1, 3-dimethyl-1, 3-diphenylurea ( C2) and 2-nitrodianiline ( 2-NDPA ) are compatible , DNCK with hexanitrohexaazaiso-wurtzitane ( CL-20) and N-methyl-4-nitroanline ( MNA) are slightly sensitive, and DNCKwith cyclotrimethylene-trinitramine ( RDX ) , trimethylolpropane trinitrate ( TMETN ) and resorcinol ( Res ) are sensitive. Decomposition peak temperature of the systems of DNCK with cyclotetramethylenete-tranitramine ( HMX) and N-butyl-N-nitratoethylnitramine ( BUNENA ) are 35. 2 t and 17. 4 t earlier than that of HMX and BUNENA , respectively. There fore, DNCK are incompatible with HMX and BUNENA.[KEYWORDS ] physical chemistry ； potassium dinitroacetonitrile ； compatibility ； DSC引言随着现代国防技术的发展，传统的固体发射药 已经不能满足现代化战争的需要。
药物的热分析导言热分析（TA）是指用于判断物质加热、冷却、以及在恒温下的物理、化学性质的一组技术。
差异扫描热量测定法（DSC）测量样品吸收或者释放的能量值（热）。
这样就可以研究熔化、固-固转化以及化学反应等热效应。
热重量分析（TGA）测量在规定的大气环境中样品的重量的变化。
这样，就可以研究蒸发、分解等过程。
可以使用TGA-MS、TGA-FTIR等复合技术对析出的气体进行在线分析。
热光学分析（TOA）测量融化、结晶以及其他物理变化造成的样品在光传播或者折射过程中的变化。
热显微镜法对于多态现象的研究特别有用。
各种热分析技术广泛用于研究和开发中，以及质量控制的常规分析中。
TGA TOA应用概述 DSC熔点，熔化范围 + +熔化特性，被熔化的部分 + +熔化热 +纯度，相位图 + ++多态现象 +++假多态现象 +蒸发，解吸附，汽化 + +玻璃转化 ++成分分析 +++热稳定性 +交互作用，兼容性 ++分解动力学 +DSC的纯度测定这种方法基于这样的事实，物质中杂质的存在将使物质的熔点降低。
使用van’t Hoff等式，可以很快地得出DSC熔峰评估结果，DSC熔峰评估不需要纯净物质来进行比较。
Tf= T+ - XR T+2/ΔHfT+=不纯净的样品的熔点Tf=纯净物质的熔点X=液相中杂质的克分子分数R=气体常数ΔHf=纯净物质的熔化热这种方法仅仅可用于接近热平衡的共熔系统中的低水平的杂质。
例如，测定非那西汀和对氨基苯酸（PABA）的不同混合物的纯度。
被测量的样品分别表现出下列纯度等级：99.97克分子%，99.29克分子%以及 98.39克分子%。
具有不同杂质等级的非那西汀样品的DSC测量和纯度评估。
DSC固态分散体的相位图甲糖宁形成了PEG6000（PEG）的固态分散体，而不是固溶体。
通过DSC测定的相位图表明：TBA和PEG形成了一个共熔的系统，成分中有30%的TBA，有70%的PEG，这种共熔体与所使用的PEG具有相同的熔点（55摄氏度）。
烟火剂中硝酸盐的红外光谱测定烟火剂是一种经过特殊处理的混合物，主要由硝酸盐、硫磺、烟粉和其他化学物质组成。
它以其烟雾绚丽，分散良好，安全性极高，在室内放烟火剂引起观众热烈掌声的情形频繁出现。
但由于烟火剂的复杂结构，其原料构成和组分比例不一，容易引起混合物的合成物的光谱行为也不一样，使得分析谱线复杂，分析精度低。
有研究表明，烟火剂中硝酸盐的含量与烟火剂的性能有关。
因此，综合利用红外光谱技术来测定烟火剂中硝酸盐的含量，调节烟火剂的性能，对保证放烟火剂安全性和显示效果有重要的意义。
由于红外光谱技术具有简便快速、不依赖样品量大小、准确性高等优点，因此在一定程度上可以用于分析烟火剂中硝酸盐的含量。
首先，我们采用芯片空腔技术制备烟火剂样品，再用苯乙醇溶剂浸提，以获得硝酸盐的红外光谱。
然后，采用以上硝酸盐的红外光谱技术对烟火剂进行分析，测定其中含有的硝酸盐的含量，以调节烟火剂的性能。
具体步骤如下：（1）样品熔融制备。
将所测烟火剂样品用大型熔融器加热至370°C，将样品装入芯片空腔内，当温度达到370°C时，打开芯片空腔，取出样品。
样品在芯片空腔中受热，熔融成薄膜。
（2）溶剂浸提法。
将样品膜浸入苯乙醇溶剂中，当溶剂体积达到一定时，取出样品，放入红外谱仪中进行分析。
（3）红外光谱分析。
采用红外光谱分析，把分析结果用示差图和对数频谱图分布，用红外谱仪测定其中硝酸盐的碰撞能量值，以测定烟火剂中硝酸盐的含量。
本文采用以上步骤，综合利用红外光谱技术来测定烟火剂中硝酸盐的含量，以更好地调节烟火剂的性能，保证放烟火剂安全性和显示效果。
尽管红外光谱法对烟火剂中硝酸盐的测定具有重要意义，但也存在一些问题。
首先是检测时间长，很难满足快速检测要求；其次，复杂的分析谱线和高精准度的要求，使得红外光谱技术检测烟火剂中硝酸盐的含量非常困难；再次，由于烟火剂是复杂的混合物，其化学结构和组成是多变的，这也对实验测定提出了更高的要求。
物Analysis of Black Powder and Fireworks Powder Residues by SEM/EDS 编制权养科审核王桂强批准周云彪1 适用范围本方法适用于黑火药、烟火药及其爆炸后烟熏痕、包装物等样品上残留物的元素成分检验和其它炸药元素成分检验。
2原理黑火药主要成分为：硝酸钾、硫磺、木炭；烟火药的主要成分为：氯酸钾、高氯酸钾、硝酸钾、硝酸钡、硫磺、木炭、铝粉（或镁粉、镁铝合金粉、硅铝合金粉）及锶盐、铜盐、钠盐等着色物质。
黑火药、烟火药爆炸后会有微量炸药原形物和分解产物以一定规律遗留在现场。
利用扫描电镜/能谱仪可对物质进行微观形态观察和元素成分检验的特点，用扫描电镜寻找样品中的这些残留物颗粒，并用能谱仪对这些颗粒进行元素分析，从而判断其是否为黑火药、烟火药或其残留物。
3 材料（试剂）和仪器（工具）3.1 PHILIPS XL30 ESEM 扫描电镜工作模式高真空加速电压 20kV～30kV工作距离 10mm3.2 EDAX薄窗型（SUTW）能谱仪探头工作距离 34mmX射线出射角 35°多道分析仪增益 10eV/Chan3.3 LEICA立体显微镜3.4 手术刀3.5 镊子4 操作步骤4.1 样品制备4.1.1对于未爆炸的黑火药、烟火药及其原材料，直接用样品台粘取。
4.1.2 对于爆炸烟熏痕、包装物等样品上的残留物，先在立体显微镜下观察，确定取样部位后，再用带有导电胶的样品台粘取。
物Analysis of Black Powder and Fireworks Powder Residues by SEM/EDS 编制权养科审核王桂强批准周云彪4.2 样品测试4.2.1 对上述样品进行面分析，确定样品的元素组成。
4.2.2 用二次电子像和背散射电子像对样品颗粒进行观察，并对颗粒进行元素成分分析。
5 结果分析5.1 黑火药及其爆炸残留物中可检出碳元素颗粒，硫元素颗粒，含氮、氧、钾元素的颗粒，含硫、钾元素的颗粒等。
