目前国内研究的唑类气体发生剂主要集中在合成和改善工艺这一块,而美日 等国自 1980 年起就已经研发了多种唑类新型气体发生剂。如 1991 年,美国学者 Poole 发明了以 5‐氨基四唑为可燃剂,加入了 Sr(NO3)2、NaNO3 为氧化剂、SiO2 为添加剂,提高了产气量。1993 年,Lund 等人在原有基础上加入了 Zn、Cu 等, 使其适用于安全气囊的快速充气要求。
嗪类气体发生剂,指含有三个及其以上的氮原子六元杂环化合物。其优点是 感度低、生成焓为正,热安定性小,产气大,燃烧产物无烟或少烟。近年来,日 本大赛璐旗下的大和洋申请了嗪类配方的气体发生剂‐‐三肼基三嗪为可燃剂,含 氧酸盐、金属氧化物等为氧化剂。该配方安定性好,长期贮存稳定性好,且具有 良好的燃烧特征。2011 年,国内的刘玉存等人研发了由硝酸铵、高氯酸铵、ANPZO、 氟橡胶、催化剂等组成的配方,其优点是残渣少、燃速快、产气量大。
偶氮类气体发生剂,是指含有(‐N=N‐)的化合物,一般偶氮四唑二氨基胍、 偶氮四唑而胍作为可燃剂、硝酸铵为氧化剂。其优点是产气量高,但其的燃烧温 度也高,因此在气体发生剂领域应用较少。2001 和 2003 年,美国密歇根大学安 娜堡分校的 Khandhadia 等人,先后探索了新型偶氮类气体发生剂,以 5,5,‐偶氮 四唑双胍盐为可燃剂,硝酸铵为氧化剂进行研究。发现其热稳定性好,且产气量 高。
胍类气体发生剂是指以硝酸胍、硝基胍、胍的衍生物等做为可燃剂,BCN 为
氧化剂的发生剂。其产气量和燃烧速率相较比唑类和嗪类高,且化学稳定性高, 生成气体量大,且原料容易得到。2001 年国外的 Khandhadia 等人研发了新型胍 类气体发生剂,配方由硝基胍、硝酸铵、非金属氧化剂组成,该配方不仅产气量 大且热稳定性高。后该组又多次将其配方改进,并于 2009 年在配方中加入了高 氯酸盐,使气体发生剂的拉伸性也得到了很大改善。
表格 2 非叠氮气体发生剂的配方及燃烧性能
序 号 可
燃 剂
配方
质量比
燃烧温度
/K
燃烧 速率
/(mm.s‐1)
产 气 量
/(mol.100g‐1)
唑 类 嗪 类 胍 类 偶
氮 5‐AT ;
1 33:10:49:8 1853 17.8
NaNO3;Sr(NO)2;SiO2
2 THT;CuO
17:83
1358
3.2
1.19
GN ; Sr(NO)2 ; CuO ;
3 45:34:7:6:7:1 2005 2.92 2.88
NaNO3;5‐AT;BN
4
1500‐2500
10‐25
1.83‐2