南京工業(yè)大學倪磊教授團隊在Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers（IF：6.3）發(fā)表題為《Investigation on the decomposition kinetics, thermal safety and mechanism of the nitration products of m-xylene: experiment and DFT calculations》的研究論文，該成果由南京工業(yè)大學安全科學與工程學院、江蘇省危險化學品安全與控制重點實驗室聯(lián)合支持。
間硝基二甲苯（Nitro-m-xylene，NMX）是一種關鍵的原料及中間體，廣泛應用于精細化工產品和含能材料的合成。深入了解NMX的熱危險性與安全性能，對于其在化工過程中的實際應用至關重要。
本研究采用量熱實驗結合理論化學計算的方法，對NMX的熱分解行為及動力學特性展開了系統(tǒng)性研究。其中采用仰儀科技的絕熱加速量熱儀TAC-500A對間二甲苯硝化實驗產物的熱穩(wěn)定性進行了精準評估。
仰儀科技絕熱加速量熱儀TAC-500A
本研究中TAC-500A的應用
TAC-500A絕熱加速量熱儀通過保持反應體系與環(huán)境溫度相等，在絕熱條件下測定樣品的熱行為，從而模擬潛在的熱失控反應。本實驗稱取約1.0g硝化產物密封于不銹鋼測試池，在200-400℃溫度范圍內采用經典H-W-S模式測試：先升溫至初始溫度并恒溫60min，達到熱平衡后按5℃臺階升溫，每臺階恒溫30min并同步搜索放熱信號，直至檢測到樣品的自放熱檢測閾值達到0.02℃/min，即判定進入熱失控階段，實驗全程自動記錄溫度與壓力數(shù)據(jù)。
實驗顯示，該硝化產物熱分解集中于270-360℃，溫度升高90℃。其初始分解溫度高于多種典型硝基化合物（如2-硝基苯酚約240.5℃、NTO約215.2℃、2,4,6-三硝基甲苯約220.8℃），結果表明常規(guī)操作下該產物熱穩(wěn)定性相對優(yōu)異。
同時，體系壓力從5.2bar升至10.7bar，說明分解釋放大量氣態(tài)產物（如 NO?、NO 及其他揮發(fā)性物質）。因此，在密閉空間內，分解氣體的積聚可能導致設備失效或氣體泄漏，必須配備適當?shù)男箟合到y(tǒng)和應急措施，以確保安全運行。
部分研究成果展示
總結
本研究采用反應量熱儀進行間二甲苯硝化反應，通過差示掃描量熱法（DSC）和加速量熱法（ARC）表征了硝化產物的熱分解行為，計算了關鍵動力學參數(shù)與熱安全參數(shù)，并利用密度泛函理論（DFT）分析了主要產物4-硝基間二甲苯（4-NMX）的分解路徑。該研究結果為理解間二甲苯硝化產物的熱穩(wěn)定性及潛在危害提供了重要數(shù)據(jù)支撐，同時為其安全合成、儲存與運輸提供了指導。
