偶氮四唑胍的性质和用途

本课题组王宏社博士设计了偶氮四唑二胍(GATZ)与高氯酸钾和金属氧化物的气体发生剂配方(表2-9)，同时研究了其各项性能(表2-10，表2-11)。

表2-9　GATZ与不同氧化剂的配方方案

表2-10　1～5 GATZ气体发生剂配方的Real程序计算结果

表2-11　6～10 GATZ气体发生剂配方的Real程序计算结果

表2-11　6～10 GATZ气体发生剂配方的Real程序计算结果续表

由表2-10和表2-11的计算结果可以看出，以KClO4和金属氧化物为氧化剂时，气体发生剂的比容较大。

图2-9所示为GATZ与不同氧化剂组成的1～10号气体发生剂配方的产气量对比图。从图中可以看出，2号配方的产气量最大，6号配方的产气量最小。各配方产气量大小次序:

2号＞4号＞3号＞1号＞9号＞8号＞10号＞5号＞7号＞6号

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图2-9　GATZ气体发生剂比容对比图

图2-10是1～10号气体发生剂配方的燃烧温度对比图。从图中可以看出，1号配方的燃烧温度最高；6号配方的燃烧温度最低。1～10号气体发生剂配方的燃烧温度次序:

1号＞4号＞3号＞2号＞10号＞9号＞8号＞7号＞5号＞6号

图2-10　GATZ气体发生剂最高燃烧温度对比图

从气体发生剂燃烧反应后气体产物组成可以看出，在GATZ气体发生剂中N2、CO2和H2 O也为其主要气体产物。但是，在1号配方的产物中也含有少量NO，所以应该考虑加入适量其他添加剂改善氧化剂的氧化性。

从产气量、燃烧温度和燃烧后的气体产物看，在所研究的10种GATZ气体发生剂配方中，以GATZ、KClO4和Fe2 O3为组分的气体发生剂配方较优。

同时，计算得到1kg质量组成为m(GATZ)∶m(KClO4)∶m(Fe2 O3)=34.5∶24.0∶41.5配方的气体发生剂的定容燃烧热为1426kJ/mol，标准状态比容为489.8L/kg。

将质量组成为m(GATZ)∶m(KClO4)∶m(Fe2 O3)=34.5∶24.0∶41.5的气体发生剂用90MPa压力压制成直径为6mm，高度为3mm的药片，药量为3.0g，点火药为0.3g黑火药，以此进行密闭爆发实验。

该配方在密闭爆发器中压力随时间变化的压力—时间曲线(由西安近代化学研究所(204所)测试得到)如图2-11所示。从图可以看出，GATZ气体发生剂的Pmax=25.0MPa，tmax=28.70ms。

图2-11　GATZ气体发生剂的压力—时间曲线