2024年8月31日发(作者：拱思涵)
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第１４卷第６期
含 能 材 料
Ｖｏ１．１４，Ｎｏ．６
２００６年ｌ２月
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＮＥＲＧＥＴＩＣ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００６
文章编号：１００６—９９４１（２００６）０６－０４０６－０５
含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂燃烧特性数值模拟
赵凤起 ，徐司雨 ，仪建华 ，高红旭 ，宋洪昌 ，李上文
（１．西安近代化学研究所，陕西西安７１００６５；２．南京理工大学化工学院，江苏南京２１００９４）
摘要：通过分析三羟甲基乙烷三硝酸酯（ＴＭＥＴＮ）热分解特性，确定了ＴＭＥＴＮ的化学结构参数，模拟了含
ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推进剂的燃速和压强指数数据，阐明了ＴＭＥＴＮ对此类推进剂燃烧性能的影响规律，论
述了某种有机钾盐消焰剂（ＫＤ）对此类推进剂燃速的作用效果。数值模拟结果显示，理论计算值与实洌值吻合的
很好；含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推进剂燃速随ＴＭＥＴＮ含量增加而降低，其压强指数增加；ＫＤ可提高此类推进
剂的燃速，并可辅助“铅一铜一炭”复合燃烧催化荆增强此类推进剂的平台作用效果。
关键词：物理化学；固体推进剂；ＴＭＥＴＮ；钝感；燃烧；消焰剂；数值模拟
中图分类号：ＴＪ５５；Ｖ５１２．３ 文献标识码：Ａ
１ 引 言
并分别记为占 、ｙ 、９ 、口 和 。由于五类基团中的
［ＣＨＯ］自由基随压强变化会发生不同程度的裂解，因
三羟甲基乙烷三硝酸酯（ＴＭＥＴＮ）是一种含能增
此，引入了函数ｎ（ｐ）对其自然裂解情况进行描述，
塑剂，其化学结构虽与硝化甘油（ＮＯ）相似，但撞击感
（ｐ）＝２一ｅ ０‘６９ （卜 ’’ （Ｉ）
度却比硝化甘油低很多，毒性、挥发性和吸湿性也比硝
式中，Ｐ为燃烧室压强，ＭＰａ。
化甘油小，且易溶解硝化棉…。国外已将ＴＭＥＴＮ用
令ｙ＝ｙ ／Ｂ ，９＝９ ／Ｂ ，卢＝ＪＢ ／Ｂ ， ＝ ／Ｂ 。便可计
于双基系推进剂。来实现推进剂的钝感特性，研究结果
算出推进剂燃烧初期燃烧表面附近气相区中氧化性基
表明：ＴＭＥＴＮ用于双基系推进剂中，虽对燃烧速度略
团的物质的量分数０ｏ（ｐ）：
有影响，却可明显降低此类推进剂的机械感度 “】。
１
（ｐ） 百 （２）
国内在ＴＭＥＴＮ的热分解机理及含ＴＭＥＴＮ的钝
感低特征信号推进剂的燃烧性能方面，已进行了较深
当双基推进剂中含有“铅．铜．炭”复合催化剂时，
入的研究［Ｉ 圳。本文在前人研究的基础上，提出了
燃烧初期分解产生的可裂解自由基（［ＣＨＯ］）易发生
ＴＭＥＴＮ燃烧初期热分解反应假说，并依照推进剂燃速
聚合反应。因此，部分［ＣＨＯ］自由基团的自然裂解过
预估领域中的自由基裂解理论，计算了含ＴＭＥＴＮ的
程发生了如下变化：
钝感低特征信号推进剂的燃速和燃速压强指数。从而
［ＣＨＯ］—一＋［ＣＨＯ］ —一＋进一步反应生成炭黑（３）
实现了依据推进剂配方组成。直接预估此类推进剂燃
反应（３）会改变推进剂燃烧表面附近的气相组
成，减少推进剂气相分解产物总量。不同压强下推进
烧性能的目的。
剂中的燃烧催化剂对反应（３）的影响程度可引入函数
２ 自由基裂解理论简介 加 】
ｇ（ｐ，Ｘ）表示。
按照推进剂燃烧初期生成的化学基团的性质及其
经研究燃烧催化剂对推进剂燃烧性能的影响规律
在燃烧中的作用，可将所生成的气相分解产物划分成
可知，除了铅盐的主催化作用及铜盐和炭黑对铅盐的
辅助催化作用外，铜盐对推进剂还有独立的催化作用，
五大类：氧化性基团一［ＮＯ：］、还原性基团一［ＣＨ：Ｏ］、
通过对以往的实验结果［Ｉ 川进行数值拟合，得到了函
可裂解自由基团一［ＣＨＯ］及两类中性基团一［ＣＨ］和
数ｇ（Ｐ， ）的表达式：
［ＣＯ］。在某特征压强（９．８１ ＭＰａ。记为Ｐ ）下，可计
ｇ（ｐ， ）：ｃｌ（ ）ｅ一（￡＝ ） ＋ｃ２（ ）ｅ－（ ） （４）
算出１ ｋｇ推进剂燃烧初期产生的这五大类基团的量，
式中，Ｃ。（ ）为铅盐的催化活性系数，与复合催化剂体
收稿日期：２００６－０６－２０；修回日期：２００６－０８－２８
系的种类和含量有关；ｃ：（ ）为铜盐的催化活性系
基金项目 国防科技重点实验室基金项目资助（９１４０ｅ３￥０３０２０６０ｅ３５０５）
作者筒介：赵风起（１９６３一），男，研究员。从事古能材料的热化学、热分
数。与铜盐的种类和含量有关；Ｘ为燃烧催化剂的含
析和燃烧性能研究。ｅ－ｍａｉｌ：ｎｐｅｃｃ＠１６３．ｃｏｒｎ
量；ｔｔ，．为与催化作用的压强范围有关的参量，ＭＰａ。
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第６期 赵风起等：含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂燃烧特性数值模拟
当推进剂中含有“铅・铜一炭”复合催化剂时，铅盐
的催化活性系数以Ｃ 表示；炭黑和铜盐对铅盐的辅
Ｈ，ｃ＿－ ｃＨｚｏ．墅Ｈ，ｃ＿－Ｌ ｏ—ｃ 一ｃＨ：＋ Ｈｏ（１１）
助催化作用，分别以催化活性增强系数ｃ 和ｃ 表
示，且三者均无量纲。对（４）式中系数Ｃ （Ｘ）的大小
同时，在ＴＭＥＴＮ热分解过程中，还将伴有如下反
用下式描述：
应发生：
Ｃ （Ｘ）；Ｃ （１＋ＣＢ）（Ｉ＋Ｃｃ） （５）
ＨＣＨＯ＋ＮＯ２一ｃｏ＋Ｈ２０＋ＮＯ （１２）
对于特定种类的燃烧催化剂，其催化活性与含量
一ｃＨ＋ＮＯ２ ＨＣＯ０＋ＮＯ （１３）
相关，因此，该模型选用了统一的数学表达式ｌ，（ ）来
ＨＣＯ０＋ＮＯ２一ｃｏ ＋ＨＮＯ２ （１４）
描述系数Ｃ＾、ＣＢ和Ｃ 。
２ＨＮＯ２一Ｈ２０＋ＮＯ＋ＮＯ２ （１５）
ｙ（ ）：ｆ咖ｅｘｐ［＿（ — 。）／ 。］ ＞０ｌ （６）
ＨＣＨＯ＋ＮＯ ｃｏ＋Ｈ２Ｏ＋１／２Ｎ２ （１６）
Ｌ ０ Ｘ＝０ Ｊ
ＣＨ２一ｃＨ２ ＋２Ｎｏ——吃ｃｏ＋２Ｈ２＋Ｎ２ （１７）
式中，西为权重值，与催化剂本身的性质有关，无量纲；
可代表推进剂中铅含量、Ｃ／Ｐｂ之比及Ｃｕ／Ｐｂ之比；
４ ＴＭＥＴＮ燃烧初期热分解产物分析
。
为催化剂含量特征值，无量纲。（ｂ和 。的数值可
通过选定一组典型双基平台推进剂体系确定。
根据上述得到的热分解机理，假定燃烧初期特征
压强（Ｐ’）下ＴＭＥＴＮ的热分解总方程为：
因此，当双基推进剂中含有燃烧催化剂时，式（２）
将被修正为：
ｃ５Ｈ，Ｏ，Ｎ， Ｎｏ２＋３ＣＨ２０＋２ＣＨ＋Ｈ （１８）
．
１
依据自由基裂解理论，可将ＴＭＥＴＮ燃烧初期产
８０（ｐ， ） 丽 （７）
物中的ＮＯ 归人氧化性基团（［ＮＯ：］），ＣＨ：Ｏ归人还
根据大量的双基推进剂燃速实测数据，便推导出
原性基团（［ＣＨ：Ｏ］），ＣＨ和Ｈ分别归人中性基团
了催化双基推进剂的燃速计算公式：
（［ＣＨ］和［ＣＯ］）。进而可确定出ＴＭＥＴＮ的化学结构
“（ｐ）＝１．７０９ｐ０ （ｐ， ）／ｐ （８）
参数：６ ＝ＩＩ．７６， ＝Ｉ１．７６，ｇ ＝０，口 ＝７．８４和
式中，Ｐ。为双基推进剂的密度，ｇ・ｃｍ一。式（８）两边
＝３．９２。将这些结构参数添加到计算程序的参数数据
取自然对数，再以Ｐ为自变量求导，便可得到双基平台
库中，即可计算出含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推进
推进剂的燃速压强指数
剂的燃速（“）及压强指数（ ）。
３ ＴＭＥＴＮ的热分解机理 ５计算与讨论
文献［５，ｌ５，ｌ６］运用ＤＳＣ、ＴＧＡ和ＦＴＩＲ等热分析
运用上述方法，计算了表Ｉ中各推进剂配方的燃
手段，研究了ＴＭＥＴＮ的热分解特性。研究结论认为，
速和燃速压强指数，计算中催化推进剂试样所涉及到
低压和常压时ＴＭＥＴＮ的热分解由Ｏ—ＮＯ：键断裂的
的催化作用参数见表２。
脱硝反应控制，主要分解产物是ＮＯ：和低分子醛类；
裹ｌ几种推进剂的配方组成
高压时由于分解的气相产物不易从凝聚相向外扩散，
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ
则在ＴＭＥＴＮ体系中Ｏ—ＮＯ 键断裂的同时，会伴有分
解产物ＮＯ：参与的自催化反应、ＮＯ：与ＣＨ：Ｏ、乙烯与
ＮＯ间的二次反应。分析大量的实验研究结果，得出
热分解过程中ＴＭＥＴＮ分解活化能的下降值与其它硝
酸酯热分解反应活化能的下降值相当。因此，本文将
ＴＭＥＴＮ的热分解历程表达如下：
十一ＣｃＨ＿＝伽２ＯＮ Ｏ ｏ２ ２ №２— Ｈ ｃ＿ ２ …９ ）
Ｈ，ｃ—ｃ—ｃＨ２Ｏ－ （１０）
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含 能 材 料 第１４卷
表２各催化推进剂配方中的催化剂作用参数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｉｓ ｐａｒｍｎｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｃａｔａｌｙｓｔｓ
ｉｎ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ
ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｌ（ ） ｃ２（ ） ＇‘，－ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃＩ（ ） ｃ２（ ） ＇‘，．
ＩＭＬ－０ ０．３２ ０．１ ８．８ ＩＭＫ Ｏ．１５ Ｏ ｌＯ．８
ＩｈＩＬ．１ ０．３８ ０．１ ｌ１．８ ＩｈＩＫ．１ ０．３５ ０ ５．９
ＩＭＬ－２ ０．４２ ０．１ ｌ２．８ ＩＭＫ．２ ０．３６ ０ ６．４
ＩＭＬ－３ ０．５０ ０．１ ｌ３，７ ＩＭＫ．３ ０．４０ ０．１ ５．９
表１中的ＴＧＲ为二缩三乙二醇二硝酸酯
（ＴＥＧＤＮ）、工艺助剂和燃烧稳定剂三者的混合物，Ａ－Ｐｂ
为某种有机铅盐，Ａ．Ｃｕ为某种有机铜盐，ＣＢ为炭黑，ＫＤ
为某种有机钾盐消焰剂。ＫＤ可有效地抑制推进剂排气
羽焰的二次燃烧，使推进剂实现低特征信号特征 】。
图１—６所示的燃速和燃速压强指数的理论值和
实测值显示，ＴＭＥＴＮ的含量、所用燃烧催化剂及所用
消焰剂，对双基系推进剂的燃烧性能均起到不同程度
的影响。
从图１和图２所示计算结果可看出，随着推进剂
中ＴＭＥＴＮ质量分数增大。非催化双基推进剂的燃速
降低、燃速压强指数增加。分析其原因，可能是由于
ＴＭＥＴＮ的化学结构中氧化性基团（［ＮＯ ］）和可裂解
自由基（［ＣＨＯ］）的含量均比ＮＧ的小，结合自由基裂
解理论可知，随着ＴＭＥＴＮ取代量的增大，推进剂燃烧
初期产生的氧化性基团（［ＮＯ：］）和催化作用受体
（［ＣＨＯ］）的含量均逐渐变小，即燃烧过程中缺少影响
燃速的氧化性基团和催化作用受体；且推进剂在燃烧
初期热分解过程中，生成的ＮＯ：会参与ＴＭＥＴＮ自催
化反应，导致［ＮＯ：］总量有所损耗 。因此，出现了上
述两图所示的计算结果。
图１ ＩＭＮ－Ｏ—ＩＭＮ－３推进剂试样燃速计算结果
Ｆｉｇ．１ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｆｒｏｍ ＩＭＮ－Ｏ ｔｏ ＩＭＮ－３
图２ ＩＭＮ－Ｏ—ＩＭＮ－３推进剂试样压强指数计算结果
Ｆｉｇ．２ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌｍａｔ ｆｒｏｍ ＩＭＮ－Ｏ ｔｏ ＩＭＮ－３
图３ 推进剂燃速计算值与实测值对比
Ｆｉｇ．３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｗｉｔｈ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ
图４催化与非催化推进剂压强指数计算结果对比
Ｆｉｇ．４ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔ
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第６期 赵风起等：含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂燃烧特性数值模拟
催化作用受体（［ＣＨＯ］基团）总量变少，平台化作用效
果下降，从而导致推进剂的燃速压强指数逐渐升高。
从表１所示的推进剂配方组成看出，这些推进剂中的
催化作用受体［ＣＨＯ］主要靠硝化棉提供，且配方中
ＮＣ的含量并未随着ＴＭＥＴＮ含量的增加而降低，且配
方中ＮＣ的质量分数大于３０％，因此，根据文献¨ ¨
可知，表１所示部分推进剂配方中的ＮＧ，虽然逐渐被
无［ＣＨＯ］基团的ＴＭＥＴＮ取代，但取代后形成的新推
进剂在燃烧催化剂的作用下，仍呈现出平台燃烧特性，
并在一定压强范围内取得较低的压强指数（见图４）。
图５ 不同催化剂配比对含ＫＤ推进剂燃速的影响
对比图５中ＩＭＮ ３号配方（不含燃烧催化剂和消
Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
焰剂）与ＩＭＫ－０号配方（不含燃烧催化剂，但含消焰剂
ｏｎ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＫＤ
ＫＤ）的实测燃速值可知，向含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信
号推进剂中引入某种有机钾盐作消焰剂，不但可大幅
度降低此类推进剂的二次燃烧火焰 －９ Ｊ，同时还有提
高此类推进剂燃速的作用。鉴于此，本文将所用的有
机钾盐ＫＤ对含ＴＭＥＴＮ推进剂燃速的作用效果做类
似于复合燃烧催化剂中的铅盐作用效果来处理，并进
行了理论计算。从图５中燃速理论计算值与实测值对
比可看出，在所测试的压强范围内，含ＴＭＥＴＮ的钝感
低特征信号推进剂的燃速计算值与实测值吻合的较
好。从该图中另３个配方的燃速结果还可看出，本文
所用的消焰剂ＫＤ，并不会因其本身对推进剂燃速的
增强作用而影响常用的“铅－铜－炭”复合燃烧催化剂的
图６不同催化剂配比对含ＫＤ推进剂压强指数影响
平台作用效果（ ＜０．３）。相反，从图６与图４所示的
Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ０ｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
几个配方的压强指数计算曲线间对比可看出，本文所
ｅｘｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＫＤ
用的消焰剂ＫＤ可使催化的含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征
信号推进剂的平台作用范围向低压区移动，且平台效
通过图３中部分配方的理论计算值与实测值对比
果变得更显著。
可看出，０—１４ ＭＰａ间，含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂的燃速
计算值大多与实测值吻合的很好。对比单位质量
６ 结 论
ＴＭＥＴＮ和ＮＧ所产生的化学结构基团的数量可知，
１）通过对ＴＭＥＴＮ热分解特性的分析，结合自由基
ＴＭＥＴＮ在燃烧初期进行热分解产生的［ＮＯ：］基团的物
裂解理论的处理原则，确定了其化学结构参量，且依据
质的量的分数较小。则随着ＴＭＥＴＮ逐渐取代双基推进
此参量模拟的推进剂燃速值与实测结果吻合的较好。
剂中的ＮＧ，较低压强（０—８ ＭＰａ）范围内，推进剂的燃
２）由模拟计算结果讨论可知。随着ＴＭＥＴＮ含量
速逐渐降低；但较高压强（８—１４ ＭＰａ）范围内，由于复
增大，非催化钝感低特征信号推进剂的燃速降低、燃速
合催化剂的催化作用，使得ＮＧ含量较高（催化作用受
压强指数增加；在催化钝感低特征信号推进剂中，只
体［ＣＨＯ］量大）的双基推进剂，产生的平台作用效果较 要推进剂中ＮＣ的含量足够大，其仍可保持较好的平
显著，因此，高压段出现了高ＮＧ含量的推进剂燃速比
台效应。
高 ｒＭＥＴＮ含量的推进剂的燃速低的结果（如图３）。
３）所用的可大幅度降低推进剂二次火焰的有机
分析ＴＭＥＴＮ的化学结构参数还可知，其热分解 消焰剂（ＫＤ），可提高含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推
产物中缺少可裂解自由基（［ＣＨＯ］），因此，用ＴＭＥＴＮ
进剂的燃速，并可辅助“铅 铜 炭”复合燃烧催化剂增
逐渐取代双基推进剂体系内的ＮＧ后，会使推进剂中
强此类推进剂的平台效应。
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４ｌＯ 含 能 材 料 第ｌ４卷
参考文献：
［８］陈沛，赵凤起。李上文．含不同钾盐消焰剂的ＮＣ／ＴＭＥＴＮ推进荆
［１］赵凤起，杨栋，李上文，等．以ＮＣ和ＴＭＥＴＮ为基的徽烟推进剂
熄火表丽特征研究［Ｊ］．火炸药学报，２００２，（３）：４７—５１．
机械感度研究［Ｊ］．火炸药学报。１９９９。２２（４）：５—８．
ＺＨＡＯ Ｆａｎｇ－ｑｉ，ＣＨＥＮ Ｐｅｉ，ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ。ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆｆ ｔｈｅ
ＺＲＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｉ。ＹＡＮＣ Ｄｏｎｇ。ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ。ｅｔ １ａ．Ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ ｆｉｒｃｔｉｏｎ ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＮＣ／ＴＭＥＴＮ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｗｉｔｈ ｐｏｔａｓ－
ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｍｏｋｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｂａｓｅｄ ＮＣ ａｎｄ ＴＭＥＴＮ［Ｊ］．
ｓｌｕｍ ｓａｌｔ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＥｘｐｌｏｓｉｖｅｓ＆Ｐｒｏｐｄｌａｎｔｓ，２００１，２４
Ｃｈｉｎｅｓｅ］ｏｕｎｕｄ Ｄ，Ｅｘｐｌｏｓｉ￣ｓ＆Ｐｒｏｐｄｌａｎｕ。１９９９。２２（４）：５—８．
（３）：１００—１０３．
［２］ＢＥＮＣＨＡＢＮＥ Ｍ，ＭＩＯＵＳＳＥ Ｄ．Ｓｔａｂｉｌｉｓａｔｉｏｎ Ｄｕ Ｍｅｌａｎｇｅ Ｎａ－ＭＥＴＮ
［９］赵风起，陈沛，李上文，等．含钾盐的ＮＣ／ＴＭＥＴＮ基钝感双基推
［Ａ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ３１ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｕａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ＩＣＴ
进剂火焰结构研究［Ｊ］．推进技术。２００２。２３（１）：７４—７８．
［ｃ］，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅｍ Ｇｅｒｍａｎｙ，１９９０，７７一ｌ／７７一ｌ４．
ＣＨＥＮ Ｐｓｉ。ＺＨＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｉ，ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ，ｅｔａ１．Ｆｌａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆＮＣ／
［３］ＯＹＵＭＩ Ｙ，ＫＩＭＵＲＡ Ｅ．Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｍｕｎｉｔｉｏｕｓ ａｎｄ Ｃｏｍｂｕｓｉｔｏｎ Ｃｈａｒ－
ＴＭＥＴＮ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｆｌａｍｅ ｓｕｐ－
ａｃｔｅｄｓｔｉｃｓ ｏｆ ＣＡＰ／ＡＮ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ［Ｊ】．Ｐｒｏｐｅ／／ａａｔ， －
ｐｒｅｓｓｅｒｓ［Ｊ］．］ｏｕｎｍ／矿ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２ＯＯ２，２３（１）：７４—７８．
ｐｌｏｓｉｅｖｓ，Ｐｒｏｔｅｅｎｉｃｓ，１９９６，１２１（５）：２７１—２７６．
［１Ｏ］宋洪昌．火药燃烧模型和燃速预估方法的研究［Ｄ］．南京：华东
［４］赵风起，李上文．宋洪昌，等．国外新型钝感双基推进剂的研究
工学院博士学位论文。１９８６．
［Ｊ］．飞航导弹。１９９９，（９）：２９—３１．
［儿】杨栋，李上文，宋洪昌，等．平台双基推进剂铅一铜．炭催化燃速模
［５］赵风起，陈沛。李上文。等．三羟甲基乙烷三硝酸醑的热分解性
型［Ｊ］．火炸药，１９９４，１７（４）：２６—３２．
能研究［Ｊ］．火炸药学报，１９９９，２２（３）：８—１２． ［１２］Ｙａｎｇ Ｄ，Ｓｏｎｇ Ｈ Ｃ，Ｌｉ Ｓ Ｗｔ ｅｔ １ａ．Ｂｕｎｒｉｎｇ－ｒａｔｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ－
ＺＨＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｉ。ＣＨＥＮ Ｐａｌ。ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ。ｅｔ ａ１．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ
ｂａｓｅ ｐｌａｔｅａｕ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ ｐｒｏｇｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ａｓｔｒｏｔｔａｕｔｌｃｓ ａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｈｔｈａｎｅ ｔｒｉｎｉｔｒａｔｅ
Ａｅｒｏｎａｕｔｃｉｓ。２０００，１８５：５３３—５４８．
（ＴＭＥＴＮ）［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｌｏｄ￣＆Ｐｒｏｐｄｌａｎｔｓ。１９９９。２２
［１３］Ｙａｎｇ Ｄｏｎｇ，Ｌｉ Ｓｈａｎｇｗｅｎ，Ｓｏｎｇ Ｈｏｎｇｏｈａｎｇ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ
（３）：８—１２．
ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｄ ｓａｌｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｌａｔｏｎｉｚａｔｌｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
（６］赵风起。陈沛，杨栋。等．含钾盐消焰剂的硝化棉基钝感推进剂
ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ—ｂａｓｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ［Ｊ】．Ｐｒｏｐｄｌａｎｔｓ，Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ，Ｐｙｒｏｔｅｃｈ－
燃烧性能研究［Ｊ】．火炸药学报，２０００。（１）：１０一ｌ３．
ｎｉｔｓ，１９９８，２３：１—５．
ＺＨＡＯ Ｆｅｎ８一ｑｉ，ＣＨＥＮ Ｐｅｉ，ＹＡＮＧ Ｄｏｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒ－
［１４］李上文。赵风起．含非铅催化剂的无烟推进剂的研究［Ｊ］．兵工
ｔｉｅｓ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｎｉｔｏｒｃｄｌｕｌｏｓｏ ｂａｓｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
学报（火炸药专集）。１９８６。（１）：２５—３２．
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ∞ｆｌａｓｈ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒｓ［Ｊ】．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＥｘｐｌｏｄｖｅｓ＆
［１５】Ｏｙｕｍｉ Ｙ，Ｂｒｉｌｌ Ｔ Ｂ．Ｔｈｅｍｒａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍａｔｅｉｒａｌｓ １４．
Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ，２０００，２３（１）：ｌＯ—ｌ３．
ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｉｎ ｒａｐｉｄ。ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｔｈｅｒｍｏｌｙｓｌｓ
［７］赵风起，陈沛，李上文．钾盐消焰剂与ＴＭＥＴＮ和燃烧催化剂相互
ｏｆ ｎｉｔａｒｔｅ ｅｓｔｅｒｓ ａｔ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ【Ｊ】．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｌａｍｅ，
作用的实验研究［Ｊ］．含能材料，２００１，２４（３）：１００—１０３．
１９８６。６６；９—６．
ＣＨＥＮ Ｐｅｉ，ＺＨＡＯ Ｆａｎｇ—ｑｉ。ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
［１６】Ｃｈｅｎ Ｊ Ｎ，ＢｒｉｌｌＴＢ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃｍａｔｅｒｉｌａｓ ５０：
ｓａｌｔ ｌｆａｍｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒｓ ｗｉｔｈ ＴＭＥＴＮ ａｎｄ ｂｕｒｎｉｎｇ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｄｅ－
ｋｉｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｅｓｔｅｒ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｔ ｈｉｇｈ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｈ（Ｈａｎｎｅｎｇ
ｂｙ ＳＭＡＴＣＨ／ＦＴＩＲ ｓｐｅｃｔｏｒｓｃｏｐｙ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｓｕｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｌａｍｅ。１９９１，
Ｃａｉｌｉａｏ），２００１，２４（３）：１００—１０３．
８５：４７９—４８８．
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｅｓ
ｏｆ Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｅｔｈａｎｅ Ｔｒｉｎｉｔｒａｔｅ（ＴＭＥＴＮ）
ＺＨＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｌ’，ＸＵ ＳＩ－ｙｕ ，ＹＩ ｄｌａｎ－ｈｕａ’，ＧＡＯ Ｈｏｎｇ－ｘｕ’，ＳＯＮＧ Ｈｏｎｇ－ｃｈａｎｇ ，ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ
（１．ｘｉ ａｎ Ｍｏｄｅｍ Ｃｈｅｍ￣ｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｔｉｍｅ，Ｘｉ ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｎａｎｋｉｎｇ Ｕｎｉｅｖｒｓｉｔｙ ｆｏＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９４，ｃ＾ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｒｉｍｅＩｈｙｌｏｌｅｌｈａｎｅ ｔｒｉｎｉｔｒａｔｅ（ＴＭＥＴＮ）ｗｅｒｅ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅ・
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＴＭＥＴＮ．Ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ ｃｏｎｔａｉ—
ｎｉｎｇ ＴＭＥＴＮ ｗｅｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ＴＭＥＴＮ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｉｇｎａ－
ｔｕｒｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＴＭＥＴＮ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｙｐｅ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｓａｌｔ ｕｓｅｄ ａ８ ｌｆａｍｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ（ＫＤ）
ｏｎ ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ哪ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｉｎ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ
ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｉｎｇａｔｕｒｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＴＭＥＴＮ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ
ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ＴＭＥＴＮ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．ＫＤ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ａｎｄ ｃａｎ ｈｅｌｐ
“Ｐｂ・Ｃｕ－ＣＢ”ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｐｌａｔｅａｕ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｓｏｌｉｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ；ＴＭＥＴＮ；ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｆｌａｍｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
2024年8月31日发(作者：拱思涵)
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第１４卷第６期
含 能 材 料
Ｖｏ１．１４，Ｎｏ．６
２００６年ｌ２月
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＮＥＲＧＥＴＩＣ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００６
文章编号：１００６—９９４１（２００６）０６－０４０６－０５
含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂燃烧特性数值模拟
赵凤起 ，徐司雨 ，仪建华 ，高红旭 ，宋洪昌 ，李上文
（１．西安近代化学研究所，陕西西安７１００６５；２．南京理工大学化工学院，江苏南京２１００９４）
摘要：通过分析三羟甲基乙烷三硝酸酯（ＴＭＥＴＮ）热分解特性，确定了ＴＭＥＴＮ的化学结构参数，模拟了含
ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推进剂的燃速和压强指数数据，阐明了ＴＭＥＴＮ对此类推进剂燃烧性能的影响规律，论
述了某种有机钾盐消焰剂（ＫＤ）对此类推进剂燃速的作用效果。数值模拟结果显示，理论计算值与实洌值吻合的
很好；含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推进剂燃速随ＴＭＥＴＮ含量增加而降低，其压强指数增加；ＫＤ可提高此类推进
剂的燃速，并可辅助“铅一铜一炭”复合燃烧催化荆增强此类推进剂的平台作用效果。
关键词：物理化学；固体推进剂；ＴＭＥＴＮ；钝感；燃烧；消焰剂；数值模拟
中图分类号：ＴＪ５５；Ｖ５１２．３ 文献标识码：Ａ
１ 引 言
并分别记为占 、ｙ 、９ 、口 和 。由于五类基团中的
［ＣＨＯ］自由基随压强变化会发生不同程度的裂解，因
三羟甲基乙烷三硝酸酯（ＴＭＥＴＮ）是一种含能增
此，引入了函数ｎ（ｐ）对其自然裂解情况进行描述，
塑剂，其化学结构虽与硝化甘油（ＮＯ）相似，但撞击感
（ｐ）＝２一ｅ ０‘６９ （卜 ’’ （Ｉ）
度却比硝化甘油低很多，毒性、挥发性和吸湿性也比硝
式中，Ｐ为燃烧室压强，ＭＰａ。
化甘油小，且易溶解硝化棉…。国外已将ＴＭＥＴＮ用
令ｙ＝ｙ ／Ｂ ，９＝９ ／Ｂ ，卢＝ＪＢ ／Ｂ ， ＝ ／Ｂ 。便可计
于双基系推进剂。来实现推进剂的钝感特性，研究结果
算出推进剂燃烧初期燃烧表面附近气相区中氧化性基
表明：ＴＭＥＴＮ用于双基系推进剂中，虽对燃烧速度略
团的物质的量分数０ｏ（ｐ）：
有影响，却可明显降低此类推进剂的机械感度 “】。
１
（ｐ） 百 （２）
国内在ＴＭＥＴＮ的热分解机理及含ＴＭＥＴＮ的钝
感低特征信号推进剂的燃烧性能方面，已进行了较深
当双基推进剂中含有“铅．铜．炭”复合催化剂时，
入的研究［Ｉ 圳。本文在前人研究的基础上，提出了
燃烧初期分解产生的可裂解自由基（［ＣＨＯ］）易发生
ＴＭＥＴＮ燃烧初期热分解反应假说，并依照推进剂燃速
聚合反应。因此，部分［ＣＨＯ］自由基团的自然裂解过
预估领域中的自由基裂解理论，计算了含ＴＭＥＴＮ的
程发生了如下变化：
钝感低特征信号推进剂的燃速和燃速压强指数。从而
［ＣＨＯ］—一＋［ＣＨＯ］ —一＋进一步反应生成炭黑（３）
实现了依据推进剂配方组成。直接预估此类推进剂燃
反应（３）会改变推进剂燃烧表面附近的气相组
成，减少推进剂气相分解产物总量。不同压强下推进
烧性能的目的。
剂中的燃烧催化剂对反应（３）的影响程度可引入函数
２ 自由基裂解理论简介 加 】
ｇ（ｐ，Ｘ）表示。
按照推进剂燃烧初期生成的化学基团的性质及其
经研究燃烧催化剂对推进剂燃烧性能的影响规律
在燃烧中的作用，可将所生成的气相分解产物划分成
可知，除了铅盐的主催化作用及铜盐和炭黑对铅盐的
辅助催化作用外，铜盐对推进剂还有独立的催化作用，
五大类：氧化性基团一［ＮＯ：］、还原性基团一［ＣＨ：Ｏ］、
通过对以往的实验结果［Ｉ 川进行数值拟合，得到了函
可裂解自由基团一［ＣＨＯ］及两类中性基团一［ＣＨ］和
数ｇ（Ｐ， ）的表达式：
［ＣＯ］。在某特征压强（９．８１ ＭＰａ。记为Ｐ ）下，可计
ｇ（ｐ， ）：ｃｌ（ ）ｅ一（￡＝ ） ＋ｃ２（ ）ｅ－（ ） （４）
算出１ ｋｇ推进剂燃烧初期产生的这五大类基团的量，
式中，Ｃ。（ ）为铅盐的催化活性系数，与复合催化剂体
收稿日期：２００６－０６－２０；修回日期：２００６－０８－２８
系的种类和含量有关；ｃ：（ ）为铜盐的催化活性系
基金项目 国防科技重点实验室基金项目资助（９１４０ｅ３￥０３０２０６０ｅ３５０５）
作者筒介：赵风起（１９６３一），男，研究员。从事古能材料的热化学、热分
数。与铜盐的种类和含量有关；Ｘ为燃烧催化剂的含
析和燃烧性能研究。ｅ－ｍａｉｌ：ｎｐｅｃｃ＠１６３．ｃｏｒｎ
量；ｔｔ，．为与催化作用的压强范围有关的参量，ＭＰａ。
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第６期 赵风起等：含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂燃烧特性数值模拟
当推进剂中含有“铅・铜一炭”复合催化剂时，铅盐
的催化活性系数以Ｃ 表示；炭黑和铜盐对铅盐的辅
Ｈ，ｃ＿－ ｃＨｚｏ．墅Ｈ，ｃ＿－Ｌ ｏ—ｃ 一ｃＨ：＋ Ｈｏ（１１）
助催化作用，分别以催化活性增强系数ｃ 和ｃ 表
示，且三者均无量纲。对（４）式中系数Ｃ （Ｘ）的大小
同时，在ＴＭＥＴＮ热分解过程中，还将伴有如下反
用下式描述：
应发生：
Ｃ （Ｘ）；Ｃ （１＋ＣＢ）（Ｉ＋Ｃｃ） （５）
ＨＣＨＯ＋ＮＯ２一ｃｏ＋Ｈ２０＋ＮＯ （１２）
对于特定种类的燃烧催化剂，其催化活性与含量
一ｃＨ＋ＮＯ２ ＨＣＯ０＋ＮＯ （１３）
相关，因此，该模型选用了统一的数学表达式ｌ，（ ）来
ＨＣＯ０＋ＮＯ２一ｃｏ ＋ＨＮＯ２ （１４）
描述系数Ｃ＾、ＣＢ和Ｃ 。
２ＨＮＯ２一Ｈ２０＋ＮＯ＋ＮＯ２ （１５）
ｙ（ ）：ｆ咖ｅｘｐ［＿（ — 。）／ 。］ ＞０ｌ （６）
ＨＣＨＯ＋ＮＯ ｃｏ＋Ｈ２Ｏ＋１／２Ｎ２ （１６）
Ｌ ０ Ｘ＝０ Ｊ
ＣＨ２一ｃＨ２ ＋２Ｎｏ——吃ｃｏ＋２Ｈ２＋Ｎ２ （１７）
式中，西为权重值，与催化剂本身的性质有关，无量纲；
可代表推进剂中铅含量、Ｃ／Ｐｂ之比及Ｃｕ／Ｐｂ之比；
４ ＴＭＥＴＮ燃烧初期热分解产物分析
。
为催化剂含量特征值，无量纲。（ｂ和 。的数值可
通过选定一组典型双基平台推进剂体系确定。
根据上述得到的热分解机理，假定燃烧初期特征
压强（Ｐ’）下ＴＭＥＴＮ的热分解总方程为：
因此，当双基推进剂中含有燃烧催化剂时，式（２）
将被修正为：
ｃ５Ｈ，Ｏ，Ｎ， Ｎｏ２＋３ＣＨ２０＋２ＣＨ＋Ｈ （１８）
．
１
依据自由基裂解理论，可将ＴＭＥＴＮ燃烧初期产
８０（ｐ， ） 丽 （７）
物中的ＮＯ 归人氧化性基团（［ＮＯ：］），ＣＨ：Ｏ归人还
根据大量的双基推进剂燃速实测数据，便推导出
原性基团（［ＣＨ：Ｏ］），ＣＨ和Ｈ分别归人中性基团
了催化双基推进剂的燃速计算公式：
（［ＣＨ］和［ＣＯ］）。进而可确定出ＴＭＥＴＮ的化学结构
“（ｐ）＝１．７０９ｐ０ （ｐ， ）／ｐ （８）
参数：６ ＝ＩＩ．７６， ＝Ｉ１．７６，ｇ ＝０，口 ＝７．８４和
式中，Ｐ。为双基推进剂的密度，ｇ・ｃｍ一。式（８）两边
＝３．９２。将这些结构参数添加到计算程序的参数数据
取自然对数，再以Ｐ为自变量求导，便可得到双基平台
库中，即可计算出含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推进
推进剂的燃速压强指数
剂的燃速（“）及压强指数（ ）。
３ ＴＭＥＴＮ的热分解机理 ５计算与讨论
文献［５，ｌ５，ｌ６］运用ＤＳＣ、ＴＧＡ和ＦＴＩＲ等热分析
运用上述方法，计算了表Ｉ中各推进剂配方的燃
手段，研究了ＴＭＥＴＮ的热分解特性。研究结论认为，
速和燃速压强指数，计算中催化推进剂试样所涉及到
低压和常压时ＴＭＥＴＮ的热分解由Ｏ—ＮＯ：键断裂的
的催化作用参数见表２。
脱硝反应控制，主要分解产物是ＮＯ：和低分子醛类；
裹ｌ几种推进剂的配方组成
高压时由于分解的气相产物不易从凝聚相向外扩散，
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ
则在ＴＭＥＴＮ体系中Ｏ—ＮＯ 键断裂的同时，会伴有分
解产物ＮＯ：参与的自催化反应、ＮＯ：与ＣＨ：Ｏ、乙烯与
ＮＯ间的二次反应。分析大量的实验研究结果，得出
热分解过程中ＴＭＥＴＮ分解活化能的下降值与其它硝
酸酯热分解反应活化能的下降值相当。因此，本文将
ＴＭＥＴＮ的热分解历程表达如下：
十一ＣｃＨ＿＝伽２ＯＮ Ｏ ｏ２ ２ №２— Ｈ ｃ＿ ２ …９ ）
Ｈ，ｃ—ｃ—ｃＨ２Ｏ－ （１０）
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含 能 材 料 第１４卷
表２各催化推进剂配方中的催化剂作用参数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｉｓ ｐａｒｍｎｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｃａｔａｌｙｓｔｓ
ｉｎ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ
ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｌ（ ） ｃ２（ ） ＇‘，－ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃＩ（ ） ｃ２（ ） ＇‘，．
ＩＭＬ－０ ０．３２ ０．１ ８．８ ＩＭＫ Ｏ．１５ Ｏ ｌＯ．８
ＩｈＩＬ．１ ０．３８ ０．１ ｌ１．８ ＩｈＩＫ．１ ０．３５ ０ ５．９
ＩＭＬ－２ ０．４２ ０．１ ｌ２．８ ＩＭＫ．２ ０．３６ ０ ６．４
ＩＭＬ－３ ０．５０ ０．１ ｌ３，７ ＩＭＫ．３ ０．４０ ０．１ ５．９
表１中的ＴＧＲ为二缩三乙二醇二硝酸酯
（ＴＥＧＤＮ）、工艺助剂和燃烧稳定剂三者的混合物，Ａ－Ｐｂ
为某种有机铅盐，Ａ．Ｃｕ为某种有机铜盐，ＣＢ为炭黑，ＫＤ
为某种有机钾盐消焰剂。ＫＤ可有效地抑制推进剂排气
羽焰的二次燃烧，使推进剂实现低特征信号特征 】。
图１—６所示的燃速和燃速压强指数的理论值和
实测值显示，ＴＭＥＴＮ的含量、所用燃烧催化剂及所用
消焰剂，对双基系推进剂的燃烧性能均起到不同程度
的影响。
从图１和图２所示计算结果可看出，随着推进剂
中ＴＭＥＴＮ质量分数增大。非催化双基推进剂的燃速
降低、燃速压强指数增加。分析其原因，可能是由于
ＴＭＥＴＮ的化学结构中氧化性基团（［ＮＯ ］）和可裂解
自由基（［ＣＨＯ］）的含量均比ＮＧ的小，结合自由基裂
解理论可知，随着ＴＭＥＴＮ取代量的增大，推进剂燃烧
初期产生的氧化性基团（［ＮＯ：］）和催化作用受体
（［ＣＨＯ］）的含量均逐渐变小，即燃烧过程中缺少影响
燃速的氧化性基团和催化作用受体；且推进剂在燃烧
初期热分解过程中，生成的ＮＯ：会参与ＴＭＥＴＮ自催
化反应，导致［ＮＯ：］总量有所损耗 。因此，出现了上
述两图所示的计算结果。
图１ ＩＭＮ－Ｏ—ＩＭＮ－３推进剂试样燃速计算结果
Ｆｉｇ．１ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｆｒｏｍ ＩＭＮ－Ｏ ｔｏ ＩＭＮ－３
图２ ＩＭＮ－Ｏ—ＩＭＮ－３推进剂试样压强指数计算结果
Ｆｉｇ．２ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌｍａｔ ｆｒｏｍ ＩＭＮ－Ｏ ｔｏ ＩＭＮ－３
图３ 推进剂燃速计算值与实测值对比
Ｆｉｇ．３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｗｉｔｈ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ
图４催化与非催化推进剂压强指数计算结果对比
Ｆｉｇ．４ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔ
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第６期 赵风起等：含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂燃烧特性数值模拟
催化作用受体（［ＣＨＯ］基团）总量变少，平台化作用效
果下降，从而导致推进剂的燃速压强指数逐渐升高。
从表１所示的推进剂配方组成看出，这些推进剂中的
催化作用受体［ＣＨＯ］主要靠硝化棉提供，且配方中
ＮＣ的含量并未随着ＴＭＥＴＮ含量的增加而降低，且配
方中ＮＣ的质量分数大于３０％，因此，根据文献¨ ¨
可知，表１所示部分推进剂配方中的ＮＧ，虽然逐渐被
无［ＣＨＯ］基团的ＴＭＥＴＮ取代，但取代后形成的新推
进剂在燃烧催化剂的作用下，仍呈现出平台燃烧特性，
并在一定压强范围内取得较低的压强指数（见图４）。
图５ 不同催化剂配比对含ＫＤ推进剂燃速的影响
对比图５中ＩＭＮ ３号配方（不含燃烧催化剂和消
Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
焰剂）与ＩＭＫ－０号配方（不含燃烧催化剂，但含消焰剂
ｏｎ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＫＤ
ＫＤ）的实测燃速值可知，向含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信
号推进剂中引入某种有机钾盐作消焰剂，不但可大幅
度降低此类推进剂的二次燃烧火焰 －９ Ｊ，同时还有提
高此类推进剂燃速的作用。鉴于此，本文将所用的有
机钾盐ＫＤ对含ＴＭＥＴＮ推进剂燃速的作用效果做类
似于复合燃烧催化剂中的铅盐作用效果来处理，并进
行了理论计算。从图５中燃速理论计算值与实测值对
比可看出，在所测试的压强范围内，含ＴＭＥＴＮ的钝感
低特征信号推进剂的燃速计算值与实测值吻合的较
好。从该图中另３个配方的燃速结果还可看出，本文
所用的消焰剂ＫＤ，并不会因其本身对推进剂燃速的
增强作用而影响常用的“铅－铜－炭”复合燃烧催化剂的
图６不同催化剂配比对含ＫＤ推进剂压强指数影响
平台作用效果（ ＜０．３）。相反，从图６与图４所示的
Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ０ｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
几个配方的压强指数计算曲线间对比可看出，本文所
ｅｘｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＫＤ
用的消焰剂ＫＤ可使催化的含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征
信号推进剂的平台作用范围向低压区移动，且平台效
通过图３中部分配方的理论计算值与实测值对比
果变得更显著。
可看出，０—１４ ＭＰａ间，含ＴＭＥＴＮ的钝感推进剂的燃速
计算值大多与实测值吻合的很好。对比单位质量
６ 结 论
ＴＭＥＴＮ和ＮＧ所产生的化学结构基团的数量可知，
１）通过对ＴＭＥＴＮ热分解特性的分析，结合自由基
ＴＭＥＴＮ在燃烧初期进行热分解产生的［ＮＯ：］基团的物
裂解理论的处理原则，确定了其化学结构参量，且依据
质的量的分数较小。则随着ＴＭＥＴＮ逐渐取代双基推进
此参量模拟的推进剂燃速值与实测结果吻合的较好。
剂中的ＮＧ，较低压强（０—８ ＭＰａ）范围内，推进剂的燃
２）由模拟计算结果讨论可知。随着ＴＭＥＴＮ含量
速逐渐降低；但较高压强（８—１４ ＭＰａ）范围内，由于复
增大，非催化钝感低特征信号推进剂的燃速降低、燃速
合催化剂的催化作用，使得ＮＧ含量较高（催化作用受
压强指数增加；在催化钝感低特征信号推进剂中，只
体［ＣＨＯ］量大）的双基推进剂，产生的平台作用效果较 要推进剂中ＮＣ的含量足够大，其仍可保持较好的平
显著，因此，高压段出现了高ＮＧ含量的推进剂燃速比
台效应。
高 ｒＭＥＴＮ含量的推进剂的燃速低的结果（如图３）。
３）所用的可大幅度降低推进剂二次火焰的有机
分析ＴＭＥＴＮ的化学结构参数还可知，其热分解 消焰剂（ＫＤ），可提高含ＴＭＥＴＮ的钝感低特征信号推
产物中缺少可裂解自由基（［ＣＨＯ］），因此，用ＴＭＥＴＮ
进剂的燃速，并可辅助“铅 铜 炭”复合燃烧催化剂增
逐渐取代双基推进剂体系内的ＮＧ后，会使推进剂中
强此类推进剂的平台效应。
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４ｌＯ 含 能 材 料 第ｌ４卷
参考文献：
［８］陈沛，赵凤起。李上文．含不同钾盐消焰剂的ＮＣ／ＴＭＥＴＮ推进荆
［１］赵凤起，杨栋，李上文，等．以ＮＣ和ＴＭＥＴＮ为基的徽烟推进剂
熄火表丽特征研究［Ｊ］．火炸药学报，２００２，（３）：４７—５１．
机械感度研究［Ｊ］．火炸药学报。１９９９。２２（４）：５—８．
ＺＨＡＯ Ｆａｎｇ－ｑｉ，ＣＨＥＮ Ｐｅｉ，ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ。ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆｆ ｔｈｅ
ＺＲＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｉ。ＹＡＮＣ Ｄｏｎｇ。ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ。ｅｔ １ａ．Ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ ｆｉｒｃｔｉｏｎ ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＮＣ／ＴＭＥＴＮ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｗｉｔｈ ｐｏｔａｓ－
ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｍｏｋｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｂａｓｅｄ ＮＣ ａｎｄ ＴＭＥＴＮ［Ｊ］．
ｓｌｕｍ ｓａｌｔ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＥｘｐｌｏｓｉｖｅｓ＆Ｐｒｏｐｄｌａｎｔｓ，２００１，２４
Ｃｈｉｎｅｓｅ］ｏｕｎｕｄ Ｄ，Ｅｘｐｌｏｓｉ￣ｓ＆Ｐｒｏｐｄｌａｎｕ。１９９９。２２（４）：５—８．
（３）：１００—１０３．
［２］ＢＥＮＣＨＡＢＮＥ Ｍ，ＭＩＯＵＳＳＥ Ｄ．Ｓｔａｂｉｌｉｓａｔｉｏｎ Ｄｕ Ｍｅｌａｎｇｅ Ｎａ－ＭＥＴＮ
［９］赵风起，陈沛，李上文，等．含钾盐的ＮＣ／ＴＭＥＴＮ基钝感双基推
［Ａ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ３１ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｕａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ＩＣＴ
进剂火焰结构研究［Ｊ］．推进技术。２００２。２３（１）：７４—７８．
［ｃ］，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅｍ Ｇｅｒｍａｎｙ，１９９０，７７一ｌ／７７一ｌ４．
ＣＨＥＮ Ｐｓｉ。ＺＨＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｉ，ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ，ｅｔａ１．Ｆｌａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆＮＣ／
［３］ＯＹＵＭＩ Ｙ，ＫＩＭＵＲＡ Ｅ．Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｍｕｎｉｔｉｏｕｓ ａｎｄ Ｃｏｍｂｕｓｉｔｏｎ Ｃｈａｒ－
ＴＭＥＴＮ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｆｌａｍｅ ｓｕｐ－
ａｃｔｅｄｓｔｉｃｓ ｏｆ ＣＡＰ／ＡＮ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ［Ｊ】．Ｐｒｏｐｅ／／ａａｔ， －
ｐｒｅｓｓｅｒｓ［Ｊ］．］ｏｕｎｍ／矿ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２ＯＯ２，２３（１）：７４—７８．
ｐｌｏｓｉｅｖｓ，Ｐｒｏｔｅｅｎｉｃｓ，１９９６，１２１（５）：２７１—２７６．
［１Ｏ］宋洪昌．火药燃烧模型和燃速预估方法的研究［Ｄ］．南京：华东
［４］赵风起，李上文．宋洪昌，等．国外新型钝感双基推进剂的研究
工学院博士学位论文。１９８６．
［Ｊ］．飞航导弹。１９９９，（９）：２９—３１．
［儿】杨栋，李上文，宋洪昌，等．平台双基推进剂铅一铜．炭催化燃速模
［５］赵风起，陈沛。李上文。等．三羟甲基乙烷三硝酸醑的热分解性
型［Ｊ］．火炸药，１９９４，１７（４）：２６—３２．
能研究［Ｊ］．火炸药学报，１９９９，２２（３）：８—１２． ［１２］Ｙａｎｇ Ｄ，Ｓｏｎｇ Ｈ Ｃ，Ｌｉ Ｓ Ｗｔ ｅｔ １ａ．Ｂｕｎｒｉｎｇ－ｒａｔｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ－
ＺＨＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｉ。ＣＨＥＮ Ｐａｌ。ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ。ｅｔ ａ１．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ
ｂａｓｅ ｐｌａｔｅａｕ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ ｐｒｏｇｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ａｓｔｒｏｔｔａｕｔｌｃｓ ａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｈｔｈａｎｅ ｔｒｉｎｉｔｒａｔｅ
Ａｅｒｏｎａｕｔｃｉｓ。２０００，１８５：５３３—５４８．
（ＴＭＥＴＮ）［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｌｏｄ￣＆Ｐｒｏｐｄｌａｎｔｓ。１９９９。２２
［１３］Ｙａｎｇ Ｄｏｎｇ，Ｌｉ Ｓｈａｎｇｗｅｎ，Ｓｏｎｇ Ｈｏｎｇｏｈａｎｇ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ
（３）：８—１２．
ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｄ ｓａｌｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｌａｔｏｎｉｚａｔｌｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
（６］赵风起。陈沛，杨栋。等．含钾盐消焰剂的硝化棉基钝感推进剂
ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ—ｂａｓｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ［Ｊ】．Ｐｒｏｐｄｌａｎｔｓ，Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ，Ｐｙｒｏｔｅｃｈ－
燃烧性能研究［Ｊ】．火炸药学报，２０００。（１）：１０一ｌ３．
ｎｉｔｓ，１９９８，２３：１—５．
ＺＨＡＯ Ｆｅｎ８一ｑｉ，ＣＨＥＮ Ｐｅｉ，ＹＡＮＧ Ｄｏｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒ－
［１４］李上文。赵风起．含非铅催化剂的无烟推进剂的研究［Ｊ］．兵工
ｔｉｅｓ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｎｉｔｏｒｃｄｌｕｌｏｓｏ ｂａｓｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
学报（火炸药专集）。１９８６。（１）：２５—３２．
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ∞ｆｌａｓｈ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒｓ［Ｊ】．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＥｘｐｌｏｄｖｅｓ＆
［１５】Ｏｙｕｍｉ Ｙ，Ｂｒｉｌｌ Ｔ Ｂ．Ｔｈｅｍｒａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍａｔｅｉｒａｌｓ １４．
Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ，２０００，２３（１）：ｌＯ—ｌ３．
ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｉｎ ｒａｐｉｄ。ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｔｈｅｒｍｏｌｙｓｌｓ
［７］赵风起，陈沛，李上文．钾盐消焰剂与ＴＭＥＴＮ和燃烧催化剂相互
ｏｆ ｎｉｔａｒｔｅ ｅｓｔｅｒｓ ａｔ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ【Ｊ】．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｌａｍｅ，
作用的实验研究［Ｊ］．含能材料，２００１，２４（３）：１００—１０３．
１９８６。６６；９—６．
ＣＨＥＮ Ｐｅｉ，ＺＨＡＯ Ｆａｎｇ—ｑｉ。ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
［１６】Ｃｈｅｎ Ｊ Ｎ，ＢｒｉｌｌＴＢ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃｍａｔｅｒｉｌａｓ ５０：
ｓａｌｔ ｌｆａｍｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒｓ ｗｉｔｈ ＴＭＥＴＮ ａｎｄ ｂｕｒｎｉｎｇ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｄｅ－
ｋｉｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｅｓｔｅｒ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｔ ｈｉｇｈ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｈ（Ｈａｎｎｅｎｇ
ｂｙ ＳＭＡＴＣＨ／ＦＴＩＲ ｓｐｅｃｔｏｒｓｃｏｐｙ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｓｕｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｌａｍｅ。１９９１，
Ｃａｉｌｉａｏ），２００１，２４（３）：１００—１０３．
８５：４７９—４８８．
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｅｓ
ｏｆ Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｅｔｈａｎｅ Ｔｒｉｎｉｔｒａｔｅ（ＴＭＥＴＮ）
ＺＨＡＯ Ｆｅｎｇ－ｑｌ’，ＸＵ ＳＩ－ｙｕ ，ＹＩ ｄｌａｎ－ｈｕａ’，ＧＡＯ Ｈｏｎｇ－ｘｕ’，ＳＯＮＧ Ｈｏｎｇ－ｃｈａｎｇ ，ＬＩ Ｓｈａｎｇ－ｗｅｎ
（１．ｘｉ ａｎ Ｍｏｄｅｍ Ｃｈｅｍ￣ｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｔｉｍｅ，Ｘｉ ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｎａｎｋｉｎｇ Ｕｎｉｅｖｒｓｉｔｙ ｆｏＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９４，ｃ＾ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｒｉｍｅＩｈｙｌｏｌｅｌｈａｎｅ ｔｒｉｎｉｔｒａｔｅ（ＴＭＥＴＮ）ｗｅｒｅ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅ・
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＴＭＥＴＮ．Ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ ｃｏｎｔａｉ—
ｎｉｎｇ ＴＭＥＴＮ ｗｅｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ＴＭＥＴＮ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｉｇｎａ－
ｔｕｒｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＴＭＥＴＮ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｙｐｅ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｓａｌｔ ｕｓｅｄ ａ８ ｌｆａｍｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ（ＫＤ）
ｏｎ ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ哪ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｉｎ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ
ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｉｎｇａｔｕｒｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＴＭＥＴＮ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ
ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ＴＭＥＴＮ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．ＫＤ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ａｎｄ ｃａｎ ｈｅｌｐ
“Ｐｂ・Ｃｕ－ＣＢ”ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｐｌａｔｅａｕ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｓｏｌｉｄ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ；ＴＭＥＴＮ；ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｆｌａｍｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ