Термическое поведение и механизм разложения перхлората аммония и нитрата аммония в присутствии наноразмерного нитрата триаминогуанидина

Был получен наноразмерный нитрат триаминогуанидина (TAGN) со средним размером частиц 218,7 нм; его структура была охарактеризована методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифракции, инфракрасной спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. В качестве энергетического ускорителя термического разложения перхлората аммония (AP) и нитрата аммония (AN) 10% нано-TAGN смешивали с AP и AN, получая образцы «[90% AP + 10% (нано-TAGN)]» и «[90% AN + 10% (нано-TAGN)]» соответственно. Для исследования кинетики и термодинамики разложения образцов применяли дифференциальную сканирующую калориметрию (DSC). Результаты показали, что образец [90% AP + 10% (нано-TAGN)] характеризовался более высокой энергией активации (152,34 кДж моль−1), чем чистый AP (117,21 кДж моль−1), тогда как образец [90% AN + 10% (нано-TAGN)] имел более низкую энергию активации (147,51 кДж моль−1), чем чистый AN (161,40 кДж моль−1). Все значения свободной энергии активации (ΔG‡) были положительными, что указывает на неспонтанный характер активации молекул. Температура пика разложения AP снизилась с 478,5 °C для чистого AP до 287,2 °C для образца [90% AP + 10% (нано-TAGN)]. При легировании нано-TAGN пик разложения AN также сместился в область более низких температур. Методом DSC–ИК-спектроскопии были исследованы продукты разложения нано-TAGN, чистого AP, [90% AP + 10% (нано-TAGN)], чистого AN и [90% AN + 10% (нано-TAGN)], а также предложены механизмы их разложения. Образование гидразина при разложении нано-TAGN было определено как ключевой фактор, существенно ускоряющий кинетическое потребление HNO3, HClO4 и продуктов их разложения. Кроме того, были оценены энергетические характеристики ракетных топлив на основе AP и AN, легированных TAGN. Было установлено, что введение TAGN не повышает энергетические характеристики топлив; однако благодаря его энергетическим свойствам и высокому содержанию водорода надлежащее введение TAGN...