DAP‑4/TKX‑50混合物的热分解机理

为详细探究高氯酸铵基分子钙钛矿型含能材料（H2dabco）（NH4）（ClO4）3（DAP‑4），/5，5'‑联四唑‑1，1'‑二氧二羟铵（TKX‑50）混合物的热分解特性（其中H2dabco2+为1，4‑二氮杂双环［2.2.2］辛烷‑1，4‑二鎓离子），采用差示扫描量热法‑热重/质谱/傅里叶红外光谱（DSC‑TG/MS/FTIR）联用技术对比分析了DAP‑4、DAP‑4/TKX‑50混合物的热分解特性和气体产物，利用固体原位红外技术（in‑situ FTIR）对DAP‑4、DAP‑4/TKX‑50混合物凝聚相特征基团随温度的变化进行了研究，最后推测出了DAP‑4/TKX‑50混合物热分解机理。结果表明，DAP‑4与TKX‑50混合后，DAP‑4对TKX‑50的热分解影响较小，TKX‑50热分解产生的热量使DAP‑4可逆相变吸热峰消失，但几乎不影响其高温下的热分解；DAP‑4/TKX‑50混合物热质量损失分为2个阶段，第一阶段质量损失为43.4%，第二阶段质量损失为52.4%，分解残渣剩余4.2%；DAP‑4热分解产生的气体产物主要有NH3、H2O、HNCO、HCN、CO、HCl和CO2，DAP‑4/TKX‑50混合物热分解产生的气体产物主要有H2O、NO、N2O、HCl、NH3、N2、HNCO、HCN、CO和CO2。DAP‑4/TKX‑50混合物的热分解机理为：TKX‑50分子内发生氢离子可逆转移，生成羟胺和1，1′‑二羟基‑5，5′联四唑（BTO）；羟胺在高温下再继续分解为小分子气体，BTO分解产生的碎片部分聚合成偶联产物；最后，DAP‑4离子键断裂，笼状骨架瞬间坍塌，强还原性和强氧化性气体组分在高温下发生剧烈氧化还原反应，并释放大量热。