馬文喆,趙鳳起,劉曉蓮,徐抗震,楊燕京

(1.西安近代化學(xué)研究所，陜西 西安 710065； 2.西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710069；3.兵器工業(yè)安全技術(shù)研究所，北京 100053)

引 言

固體推進(jìn)劑是火箭和導(dǎo)彈的動(dòng)力源，固體推進(jìn)劑的研究中，燃燒性能[1]對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或?qū)椀墓ぷ鞣€(wěn)定性產(chǎn)生了較大影響。為了實(shí)現(xiàn)固體推進(jìn)劑的高燃速化，在推進(jìn)劑中加入燃燒催化劑[2-5]是一個(gè)有效的途徑，并受到了研究人員的廣泛關(guān)注。燃燒催化劑的種類和結(jié)構(gòu)是影響催化效果的主要因素，目前在推進(jìn)劑配方中所使用的燃燒催化劑的種類主要有普通金屬氧化物[6]、惰性有機(jī)金屬配合物[7]、普通金屬?gòu)?fù)合物[8]、納米催化劑[9-12]、含能催化劑[13-14]及雙金屬催化劑等燃燒催化劑。由于燃燒催化劑種類較多，以及燃燒過(guò)程的復(fù)雜性，使得不同燃燒催化劑在配方中調(diào)節(jié)燃燒性能表現(xiàn)出各異的效果。根據(jù)應(yīng)用背景不同，需要不同種類的燃燒催化劑，如高壓平臺(tái)、低壓平臺(tái)、高燃速催化劑等，但無(wú)論何種催化劑，均要求推進(jìn)劑在工作壓強(qiáng)范圍內(nèi)產(chǎn)生較好的平臺(tái)燃燒效應(yīng)[15]。

在有機(jī)金屬配合物[16]中，金屬的芳香酸配合物因具有非常好的催化活性、光學(xué)特性，以及磁學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。在燃燒催化劑領(lǐng)域中，芳香酸配合物對(duì)于雙基系推進(jìn)劑表現(xiàn)出了非常好的催化活性，它能夠顯著提高推進(jìn)劑的燃速，以及降低壓強(qiáng)指數(shù)，這些對(duì)于雙基系推進(jìn)劑的應(yīng)用都非常有利。金屬的芳香酸配合物根據(jù)其金屬原子以及配體結(jié)構(gòu)不同可以分為多種，研究發(fā)現(xiàn)[11]，同種金屬原子不同配體形成的配合物燃燒催化劑的催化效果差別巨大，而且燃燒催化劑的催化活性跟配體中的多種因素有關(guān)。包括配體中的基團(tuán)種類、基團(tuán)位置、基團(tuán)數(shù)量等都會(huì)使燃燒催化劑的催化性能發(fā)生很大改變[17]，并且呈現(xiàn)一定規(guī)律性。但是到目前為止，尚未見(jiàn)對(duì)不同基團(tuán)影響催化活性的規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)、全面地分析報(bào)道。目前人們?cè)谶x擇燃燒催化劑時(shí)，對(duì)于不同基團(tuán)對(duì)催化活性的影響還沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)。

為了探尋上述因素對(duì)燃燒催化劑的影響規(guī)律，本文主要對(duì)幾種不同的芳香酸鹽配合物在雙基系推進(jìn)劑中的催化效果進(jìn)行了系統(tǒng)地比較分析，探討了芳香環(huán)上羥基的數(shù)量、氨基的位置、硝基的數(shù)量與位置對(duì)其催化性能的影響，提出了一些重要的影響規(guī)律，為從事相關(guān)研究的科研人員提供借鑒。

1 含羥基單環(huán)芳香族金屬鹽的催化效果及催化活性

1.1 催化效果最新研究進(jìn)展

苯甲酸鹽作為催化劑[18]較早地被用于固體推進(jìn)劑中，苯甲酸與鉛離子配合制成的苯甲酸鉛配合物作為燃燒催化劑效果明顯。出于綠色催化劑方面考慮，苯甲酸鉛逐漸被苯甲酸銅[19-22]取代。王晗等[20]研究了苯甲酸銅作為燃燒催化劑對(duì)于雙基推進(jìn)劑燃燒過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)在燃燒過(guò)程中，加入苯甲酸銅能夠顯著提高雙基推進(jìn)劑燃速。燃速大約提高了25%，并在12.75～16.67MPa出現(xiàn)了平臺(tái)燃燒效應(yīng)，且苯甲酸銅在應(yīng)用中[19-20]也顯示出了良好的催化活性以及安定性。

1.1.1 水楊酸配合物

付小龍等[23]研究了水楊酸鉛對(duì)高能改性雙基推進(jìn)劑燃燒性能和熱分解的影響。通過(guò)對(duì)加入水楊酸鉛燃燒催化劑的高能改性雙基推進(jìn)劑進(jìn)行燃燒性能測(cè)試?？梢钥闯觯紵呋瘎┨岣吡烁吣芨男噪p基推進(jìn)劑1～10MPa下的燃速，并使壓強(qiáng)指數(shù)明顯降低。利用高壓差示掃描量熱法(PDSC)模擬推進(jìn)劑燃燒條件下的熱分解，較真實(shí)地反映了推進(jìn)劑的分解與燃燒過(guò)程。通過(guò)PDSC可以明顯看出，燃速催化劑使HEMDB推進(jìn)劑熱分解的分解峰溫提前，促進(jìn)了RDX的熱分解。造成這一現(xiàn)象可能的原因是燃速催化劑改變了RDX的分解歷程而使推進(jìn)劑的燃速和壓強(qiáng)指數(shù)發(fā)生變化。水楊酸鉛分子結(jié)構(gòu)式和水楊酸銅分子結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

圖1 水楊酸鉛和水楊酸銅分子結(jié)構(gòu)式Fig.1 Molecular structure of lead salicylate and copper salicylate

通過(guò)一系列的水楊酸鹽(水楊酸鉛、水楊酸銅、水楊酸鉍)進(jìn)行燃燒性能和熱分析實(shí)驗(yàn)[24-27]，得出水楊酸金屬配合物均能夠有效提高推進(jìn)劑低壓下的燃速，使推進(jìn)劑的分解峰溫在一定程度上降低，促進(jìn)固體推進(jìn)劑的催化分解。相比于水楊酸鉛對(duì)推進(jìn)劑的催化效果，加入水楊酸銅對(duì)固體推進(jìn)劑的分解促進(jìn)效果更明顯。其不僅能夠提高改性雙基推進(jìn)劑在1～10MPa下的燃速，而且在較寬的壓強(qiáng)范圍內(nèi)(1～20MPa)能夠有效降低推進(jìn)劑的壓強(qiáng)指數(shù)。

1.1.2 2,4-二羥基苯甲酸配合物

洪偉良等[28]采用液相分散沉淀法制備出納米2,4-二羥基苯甲酸-Pb(Ⅱ)，并研究了其對(duì)吸收藥熱分解反應(yīng)的催化作用?？梢园l(fā)現(xiàn)，納米級(jí)的2,4-二羥基苯甲酸-Pb(Ⅱ)粒子作為燃燒催化劑能夠使吸收藥的分解速度加快，促進(jìn)吸收藥的完全分解、催化效果更加顯著。這對(duì)于提高雙基或改性雙基推進(jìn)劑的燃速以及燃燒效率將非常有意義。

趙鳳起等[29]采用TG-DSC和固相原位反應(yīng)池/FTIR聯(lián)用儀對(duì)納米2,4-二羥基苯甲酸-Pb(Ⅱ)進(jìn)行熱行為和熱分解機(jī)理研究,得出納米2,4-二羥基苯甲酸-Pb(Ⅱ)的熱分解過(guò)程，如圖2所示。

圖2 2,4-二羥基苯甲酸-Pb(Ⅱ)熱分解過(guò)程示意圖Fig. 2 Schematic diagram of thermal decomposition of 2,4-dihydroxybenzoic acid-Pb(Ⅱ)

納米2,4-二羥基苯甲酸-Pb(Ⅱ)首先脫去結(jié)晶水，再脫去羧基，然后脫去羥基，最后是苯環(huán)的裂解，分解結(jié)束后的產(chǎn)物主要是PbO和少量的碳。洪偉良等[28]也證實(shí)這一結(jié)論。

袁志峰,李裕等[30-31]制備了2，4 -二羥基苯甲酸銅，并研究了其對(duì)雙基推進(jìn)劑熱分解的催化效果，發(fā)現(xiàn)納米2，4 -二羥基苯甲銅能使NC—NG分解峰溫降低3℃，分解熱增加735J/g，相比于普通2，4 -二羥基苯甲銅催化劑，納米級(jí)催化性能明顯提高。

單片機(jī)最小系統(tǒng)是組成系統(tǒng)的最小控制系統(tǒng)，是系統(tǒng)的中央控制系統(tǒng)，通常作為主機(jī)部分，是系統(tǒng)必不可少的一部分，是重中之重。在很多單片機(jī)的設(shè)計(jì)中，都可以捕捉到最小系統(tǒng)的身影。同時(shí)，值得一提的是它是控制模塊組成最小系統(tǒng)，其模塊具體包括：組成MCU的單片機(jī)控制部分、不可缺少的晶振電路以及每個(gè)系統(tǒng)都會(huì)設(shè)有的復(fù)位電路。

為了代替含有毒性的鉛鹽化合物，宋秀鐸等[32-33]合成了納米2，4-二羥基苯甲酸鉍，并對(duì)其在推進(jìn)劑中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的探討。試驗(yàn)中將2，4-二羥基苯甲酸鉍與炭黑以及銅鹽復(fù)合加入到雙基推進(jìn)劑中測(cè)量其燃燒性能，發(fā)現(xiàn)2，4-二羥基苯甲酸鉍對(duì)雙基推進(jìn)劑的燃燒具有良好的催化作用。特別是加入少量雙基推進(jìn)劑后，燃速提高更大，催化效果更好，并在18～22MPa壓強(qiáng)范圍內(nèi)產(chǎn)生平臺(tái)燃燒。同時(shí)加入銅鹽和雙基推進(jìn)劑后，能大大提高燃速，并降低燃速壓強(qiáng)指數(shù)。

袁志峰等[30]研究了2，4-二羥基苯甲酸鉛銅鹽(Pb/Cu-SDHB)作為燃燒催化劑的催化性能。Pb/Cu-SDHB是一種有效的燃燒催化劑，當(dāng)加入較少含量時(shí)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%)可以大幅度降低推進(jìn)劑的壓強(qiáng)指數(shù)(小于0.3),同時(shí)提高推進(jìn)劑的燃速。當(dāng)與一定量的炭黑復(fù)合時(shí)，可使推進(jìn)劑的壓強(qiáng)指數(shù)在10～15MPa持續(xù)降低至0.10，燃速在10MPa下可超過(guò)25mm/s。

1.1.3 沒(méi)食子酸配合物

洪偉良等[34]利用液相分散沉淀法合成了納米Pb(Ⅱ)-沒(méi)食子酸配合物(Pb-Gal)，并對(duì)配合物進(jìn)行了表征。為了進(jìn)一步研究Pb-Gal配合物對(duì)推進(jìn)劑燃燒的催化作用，在硝胺改性雙基推進(jìn)劑中加入納米Pb-Gal配合物作為燃燒催化劑進(jìn)行了燃燒試驗(yàn)。結(jié)果表明，納米Pb-Gal配合物能夠顯著提高推進(jìn)劑的燃速，使推進(jìn)劑的燃速在2MPa下提高了88%。在4～6MPa內(nèi)出現(xiàn)了一個(gè)燃燒平臺(tái)效應(yīng)。在2～8MPa內(nèi)，相對(duì)于空白推進(jìn)劑，含納米Pb-Gal催化劑的推進(jìn)劑的壓強(qiáng)指數(shù)降低了70%。說(shuō)明含納米Pb-Gal催化劑的推進(jìn)劑在該壓強(qiáng)范圍內(nèi)，其燃燒性能受壓強(qiáng)影響較小，能夠較平穩(wěn)地燃燒。綜上所述，納米Pb-Gal配合物對(duì)推進(jìn)劑燃燒具有很好的催化作用。

為了得到穩(wěn)定性好且催化活性高的燃燒催化劑，張衡等[35-36]首次合成了沒(méi)食子酸鋯(Gal-Zr)和雙金屬有機(jī)鹽-沒(méi)食子酸鋯銅(Gal-ZrCu)，并對(duì)其進(jìn)行了表征，研究了Gal-Zr和Gal-ZrCu對(duì)雙基系推進(jìn)劑燃燒性能[37]的影響，分析了其燃燒催化作用。

張衡等[35-36]將Gal-Zr和Gal-ZrCu加入雙基推進(jìn)劑中測(cè)試其燃燒性能，發(fā)現(xiàn)Gal-Zr和Gal-ZrCu的加入均可顯著改善雙基推進(jìn)劑的燃燒性能，從而證明沒(méi)食子酸金屬鹽是一類高效燃燒催化劑[38-42]。研究表明[41]，Gal-Zr在中高壓段可明顯降低燃速壓強(qiáng)指數(shù)，當(dāng)用少量β-Cu 部分取代Gal-Zr后，催化效果更加顯著，可明顯提高雙基推進(jìn)劑在中低壓段的燃速，并可在較寬壓強(qiáng)范圍內(nèi)明顯降低雙基推進(jìn)劑的燃速壓強(qiáng)指數(shù)。Gal-ZrCu可大幅提高雙基推進(jìn)劑的燃速，在中高壓段含Gal-ZrCu雙基推進(jìn)劑的燃速壓強(qiáng)指數(shù)較低。但是Gal-Zr和Gal-ZrCu在RDX-CMDB推進(jìn)劑配方體系中的催化作用都不明顯。分析認(rèn)為是含沒(méi)食子酸鹽的RDX-CMDB推進(jìn)劑熄火表面未形成碳骨架，燃燒表面上出現(xiàn)了ZrO2或CuO凝團(tuán)，凝聚作用使金屬氧化物失去活性，未形成催化反應(yīng)活性中心，限制了鋯銅金屬化合物催化作用的發(fā)揮。張衡等[35-36]也合成了沒(méi)食子酸鉍鋯、沒(méi)食子酸鉍銅等一系列雙金屬有機(jī)鹽，發(fā)現(xiàn)它們均能夠很好地調(diào)節(jié)推進(jìn)劑的燃燒性能，并能夠抑制推進(jìn)劑的不穩(wěn)定燃燒。

1.2 催化活性對(duì)比分析

苯甲酸鹽、水楊酸鹽、2，4-二羥基苯甲酸鹽以及沒(méi)食子酸鹽的配體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 配體a～d結(jié)構(gòu)式Fig.3 Structure of ligands a-d

含羥基的銅鹽化合物的雙基推進(jìn)劑在不同壓強(qiáng)下的燃速如表1所示。

表1 含羥基銅鹽化合物的雙基推進(jìn)劑在不同壓強(qiáng)下的燃速

因?yàn)檫B接羧基的苯環(huán)具有推電子的共軛效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)，只要苯環(huán)上帶入了其他供電子基團(tuán)以后，更加增強(qiáng)了其推電子的共軛效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)，能夠不同程度上提高相應(yīng)金屬鹽的催化活性[43-48]。苯環(huán)上連接的取代基為羥基時(shí)，羥基中O原子的電負(fù)性大于C，故表現(xiàn)為吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)。但是羥基中的O原子具有未共用電子對(duì)，能與苯環(huán)形成P-π共軛，氧原子上的電子云向苯環(huán)轉(zhuǎn)移，即羥基中O原子推電子共軛效應(yīng)較大。相比較而言，羥基的推電子共軛效應(yīng)遠(yuǎn)大于吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，表現(xiàn)為強(qiáng)推電子作用，故羥基為活性較大的第一類定位基。因此羥基可以使化合物中O—M(金屬原子)鍵容易斷裂，有助于生成游離金屬原子。而且在燃燒催化劑的分解中，羥基可以分解為活性較高的游離氧原子，它不僅能夠降低分解溫度，也能夠生成促進(jìn)固體推進(jìn)劑中間產(chǎn)物形成的活性氧化物分子以及C骨架的生成。而且羥基也對(duì)于反應(yīng)生成的活性分子有分散性，防止其團(tuán)聚，這對(duì)于固體推進(jìn)劑的分解有較大的促進(jìn)作用，有助于固體推進(jìn)劑的催化燃燒[49-50]。因此芳香酸金屬鹽配合物的催化活性隨著羥基數(shù)量的增加而變大。由此就不難理解目前鞣酸鹽[51-52]的應(yīng)用研究非常廣泛。鞣酸一個(gè)分子中有25個(gè)羥基鍵合在苯環(huán)上，以鞣酸鉛為例，目前合成的鞣酸鉛的鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～40%，也即鞣酸分子中25個(gè)羥基中與鉛參與配位的僅有10個(gè)左右，因?yàn)榕潴w中剩余了較多的酚羥基，其在推進(jìn)劑的催化分解中起非常大的促進(jìn)作用。鞣酸鉛作為燃燒催化劑使推進(jìn)劑的燃速得到很大的提升。

2 含氨基單環(huán)芳香族金屬鹽的催化效果及催化活性

2.1 催化效果最新研究進(jìn)展

洪偉良等[53]采用液相分散沉淀法制備了納米對(duì)氨基苯甲酸-Cu配合物粉體，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了基礎(chǔ)表征，通過(guò)DSC考察了該配合物對(duì)吸收藥(NC—NG)熱分解的催化作用。結(jié)果顯示，納米對(duì)氨基苯甲酸-Cu配合物作為燃燒催化劑對(duì)于吸收藥熱分解有顯著的催化作用，使NC—NG的分解峰溫降低了9.8℃，分解熱增加了約46.95%。其催化效果明顯且遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通級(jí)的對(duì)氨基苯甲酸-Cu催化劑。

對(duì)氨基苯甲酸銅也經(jīng)常被用在三元復(fù)配配方燃燒催化劑中。謝明召等[54]將沒(méi)食子高鉛、對(duì)氨基苯甲酸銅和炭黑復(fù)配加入固體推進(jìn)劑中。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)比鉛銅鹽二元復(fù)配催化劑以及鉛鹽催化劑，鉛鹽-銅鹽-炭黑復(fù)配催化效果最好。鄰氨基苯甲酸銅和間氨基苯甲酸銅也具有同樣的功效，只是催化效果強(qiáng)弱不同。

2.2 催化活性對(duì)比分析

氨基苯甲酸鹽的配體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 配體e～g結(jié)構(gòu)式Fig.4 Structure of ligands e-g

氨基苯甲酸鹽對(duì)固體推進(jìn)劑的催化作用非常明顯，隨著氨基在苯環(huán)上位置的不同，燃燒催化劑對(duì)固體推進(jìn)劑燃燒速率的影響也不同[55]。趙鳳起等[11]研究了鄰氨基苯甲酸鉛、間氨基苯甲酸鉛以及對(duì)氨基苯甲酸鉛對(duì)固體推進(jìn)劑的催化作用。研究顯示，3種不同的燃燒催化劑對(duì)固體推進(jìn)劑都有較明顯的催化作用。其中鄰氨基苯甲酸鉛對(duì)推進(jìn)劑分解的促進(jìn)作用最大，其次是對(duì)氨基苯甲酸鉛，間氨基苯甲酸鉛相比于其他兩種，催化效果較弱，即：鄰氨基苯甲酸鉛>對(duì)氨基苯甲酸鉛>間氨基苯甲酸鉛。含氨基的鉛鹽化合物的雙基推進(jìn)劑在不同壓強(qiáng)下的燃速如表2所示。

表2 含氨基鉛鹽化合物的雙基推進(jìn)劑燃速

3種燃燒催化劑配體(配體e～g)中氨基的位置差異導(dǎo)致了其催化效果的差異。從誘導(dǎo)效應(yīng)來(lái)看，氨基中N原子的電負(fù)性大于C，故表現(xiàn)為吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)。由于誘導(dǎo)效應(yīng)與作用距離有關(guān)，因此它們之間的活性順序由大到小應(yīng)該為：鄰氨基苯甲酸鉛>間氨基苯甲酸鉛>對(duì)氨基苯甲酸鉛。從共軛效應(yīng)來(lái)看，氨基有未共用電子對(duì)能與苯環(huán)形成P-π共軛，結(jié)果使苯環(huán)電子云密度加大，按照共軛效應(yīng)的交替極性分布，苯甲酸的鄰、對(duì)位的電子云密度更大，即苯環(huán)上氨基對(duì)鄰對(duì)位推電子共軛效應(yīng)較大，因此負(fù)電荷更多。所以它們的活性順序應(yīng)該為：鄰、對(duì)位相當(dāng)，間位次之。結(jié)合誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)考慮，它們的活性順序應(yīng)該為：鄰位>對(duì)位>間位，因此3種催化劑活性應(yīng)該為：鄰氨基苯甲酸鉛>對(duì)氨基苯甲酸鉛>間氨基苯甲酸鉛。

3 含硝基單環(huán)芳香族金屬鹽的催化效果及催化活性

3.1 催化效果最新研究進(jìn)展

含能燃燒催化劑在推進(jìn)劑中的應(yīng)用不僅能夠提高催化活性，達(dá)到調(diào)節(jié)推進(jìn)劑燃燒性能的目的，而且在推進(jìn)劑中加入含能燃燒催化劑可以使推進(jìn)劑的比沖提高1～3s，在一定程度上解決了惰性催化劑加入時(shí)引起的推進(jìn)劑能量降低問(wèn)題。而硝基是非常好的含能基團(tuán)，因此含硝基的單環(huán)芳香族金屬鹽燃燒催化劑具有很好的催化活性。

3，5-二硝基苯甲酸與鉛離子的配合物已經(jīng)被合成并加以利用[56]。研究發(fā)現(xiàn)該燃燒催化劑在改性雙基推進(jìn)劑配方中應(yīng)用效果非常好。而且發(fā)現(xiàn)含硝基的芳香族金屬鹽類可以作為復(fù)合改性雙基推進(jìn)劑的有效含能燃燒催化劑，且能提高推進(jìn)劑的燃速，并產(chǎn)生一低壓強(qiáng)指數(shù)區(qū)。由于該類富氮含能化合物的高性能，因而有很好的應(yīng)用前景[57]。

3.2 催化活性對(duì)比分析

硝基苯甲酸鹽的配體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 配體h和i結(jié)構(gòu)式Fig.5 Structure of ligands h and i

由上述分析可知：(1)苯環(huán)上帶入了其他基團(tuán)后，能夠不同程度地提高其催化活性，而且基團(tuán)數(shù)量越多，催化活性越高；(2)苯環(huán)上各位置的活性大小順序?yàn)椋亨徫?對(duì)位>間位。因此，基團(tuán)的位置與數(shù)量對(duì)燃燒催化劑催化活性的影響哪個(gè)更大成為了新的問(wèn)題。配體h和配體i都是含有硝基的苯甲酸配體，通過(guò)結(jié)構(gòu)觀察可以看到3，5-二硝基苯甲酸(配體h)在間位上含有兩個(gè)硝基，而對(duì)硝基苯甲酸(配體i)的硝基基團(tuán)在對(duì)位上。因此比較兩者之間的催化活性可以較清楚地反映基團(tuán)位置與數(shù)量之間的關(guān)系。

趙鳳起等[11]將3，5-二硝基苯甲酸銅與對(duì)硝基苯甲酸銅分別加入到雙基推進(jìn)劑中進(jìn)行燃速測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在2～20MPa下加入對(duì)硝基苯甲酸銅的推進(jìn)劑燃速略大于加入3，5-二硝基苯甲酸銅的推進(jìn)劑。因此可以得出：基團(tuán)的位置相對(duì)于一定范圍內(nèi)數(shù)量來(lái)說(shuō)，對(duì)于催化劑的催化活性影響更大。含硝基的銅鹽化合物的雙基推進(jìn)劑在不同壓強(qiáng)下的燃速如表3所示。

表3 含硝基銅鹽化合物的雙基推進(jìn)劑燃速

4 結(jié)束語(yǔ)

金屬芳香族金屬鹽在固體推進(jìn)劑中有非常顯著的催化燃燒作用。芳香族金屬鹽作為催化劑時(shí)苯環(huán)上的基團(tuán)數(shù)量、位置等多種因素對(duì)其催化活性有較大影響。分析發(fā)現(xiàn)：(1)苯環(huán)上代入了羥基基團(tuán)后，能夠不同程度地提高其催化活性，而且基團(tuán)數(shù)量越多，催化活性越高；(2)苯環(huán)上不同位置代入基團(tuán)后，其催化活性有明顯的差異。且活性大小順序?yàn)椋亨徫?對(duì)位>間位；(3)苯環(huán)上代入基團(tuán)的位置相對(duì)于一定范圍內(nèi)代入的基團(tuán)數(shù)量來(lái)說(shuō)，對(duì)催化劑的催化活性影響更大。

在雙基系推進(jìn)劑應(yīng)用中，中低壓平臺(tái)時(shí)應(yīng)盡可能考慮含羥基基團(tuán)較少的燃燒催化劑，相反在高壓平臺(tái)中羥基越多對(duì)雙基系推進(jìn)劑的催化效果越明顯。而且盡可能增加鄰、對(duì)位上的羥基數(shù)量，將會(huì)使燃燒催化劑的燃速進(jìn)一步提高。由于硝基等一系列含能基團(tuán)具有的高能性會(huì)促使催化劑的分解加快，因此在芳香族燃燒催化劑中引入含能基團(tuán)得到含能燃燒催化劑將非常有意義?？梢灶A(yù)見(jiàn)今后進(jìn)一步開(kāi)發(fā)帶有多羥基含能金屬鹽配合物作為新型燃燒催化劑，將有非常好的應(yīng)用前景。