CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
+高级检索

制备与性能——合成表征研究

    全 选
    显示方式: |
    • 3,5-二甲基-4-羟苯基五唑中试合成工艺

      2022, 30(12):1187-1190. DOI: 10.11943/CJEM2022053

      摘要 (324) HTML (174) PDF 612.87 K (2393) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现五唑前驱体3,5-二甲基-4-羟苯基五唑(HPP)的规模化生产,最终实现五唑阴离子基含能材料的工程化应用,在现有实验室级别合成方法的基础上,利用10 L和100 L中试合成设备,对HPP的中试放大合成工艺进行了研究。分别研究了3,5-二甲基-4-羟基苯胺盐酸盐(DAC)纯度、亚硝酸钠和叠氮化钠水溶液滴加速度以及投料量对HPP产量或产出比的影响。结果表明,在一定范围内,亚硝酸钠水溶液和叠氮化钠水溶液滴加总时间增加,HPP的产量也随之增加,到达一定值后,继续增加滴加时间并不会增加HPP产量;DAC的纯度对HPP的产量有较大影响,纯度越高,副反应越少,产量越高;另外,随着合成规模扩大,HPP产量增加,但是产出比却下降。投料量达到6 kg时,批量产出可达11.5 kg,但产出比低至1.91。

    • 高纯3,5-二氨基-2,4,6-三硝基氯苯的合成

      2022, 30(12):1191-1196. DOI: 10.11943/CJEM2022051

      摘要 (368) HTML (180) PDF 813.27 K (3161) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了合成高纯3,5-二氨基-2,4,6-三硝基氯苯(DATNCB),分别以1,3,5-三氯-2,4,6-三硝基苯(TCTNB)或苦味酸(2)为原料,对DATNCB的合成进行了路径筛选及工艺优化研究。采用红外光谱、核磁共振、质谱分析对产物进行了结构表征;通过差示扫描量热仪和热失重分析仪研究了DATNCB的热分解及热失重历程;采用高效液相色谱对DATNCB进行了纯度分析。结果表明:以苦味酸为原料,经间接芳香亲核取代(VNS)氨基化再氯代是大量合成高纯DATNCB的适宜路线,总收率为39.2%;当VNS氨基化温度为90 ℃,后处理pH值为3时,3,5-二氨基-2,4,6-三硝基苯酚(3)的收率最高为74.8%;以三氯氧磷/NN-二甲基苯胺为氯代试剂,反应温度为80 ℃,反应时间为10 h时,DATNCB的收率最高为52.4%;DATNCB的熔融温度为224.0 ℃,在179.7~270.9 ℃范围内存在1个失重阶段,失重率为91.6%,峰值分解温度为256.1 ℃;未经进一步纯化时DATNCB的纯度即达到97.09%,经乙酸乙酯/石油醚重结晶纯化后纯度达到99.8%。

    • 高能碳氢燃料绿色合成技术研究进展

      2022, 30(11):1177-1176. DOI: 10.11943/CJEM2022071

      摘要 (507) HTML (267) PDF 1017.04 K (6164) 评论 (0) 收藏

      摘要:高能量密度碳氢燃料是重要的航天航空动力源,其主要发展方向是高能化和绿色化,尤其是在低碳和可持续发展的要求下,发展高能碳氢燃料的绿色合成工艺已成为必然。本文总结了高能碳氢燃料合成技术绿色化的研究进展,包括:通过改进合成路线或者使用固体酸、离子液体等绿色催化剂,对经典高能燃料JP-10(挂式四氢双环戊二烯)、金刚烷传统合成工艺进行绿色化改进;从合成原料绿色化的角度,以萜烯和木质纤维素及其衍生物为原料合成生物基高能绿色燃料,研发生物基RJ-4(桥式和挂式四氢二甲基双环戊二烯混合物)和JP-10等替代燃料;从合成工艺绿色化的角度,采用光催化技术实现张力结构燃料和多环结构燃料的绿色合成。最后对国内外该领域阶段性的成果进行了总结,并展望了高能碳氢燃料绿色合成工艺的发展方向和面临挑战。

    • 亚氨基桥联的富氮杂环化合物研究进展

      2022, 30(11):1177-1186. DOI: 10.11943/CJEM2022013

      摘要 (322) HTML (169) PDF 962.14 K (4974) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥联富氮杂环化合物具有丰富的多样性,良好的热稳定性和优异的能量密度,是潜在的高能量密度材料,受到了国内外学者的广泛研究和报道。其中,亚氨基(—NH—)作为桥联单元,不仅能提高化合物的生成焓和能量密度,还能通过桥联的亚氨基形成氢键而降低感度,构建高能低感含能材料。本文介绍了亚氨基桥联富氮杂环化合物及其盐的研究进展,综述了这些含能化合物的制备方法、理化性质和爆轰性能,对亚氨基桥联富氮杂环化合物未来的发展潜力和重点研究方向进行了展望,从而为亚氨基桥联富氮杂环化合物的设计与合成提供借鉴和参考。

    • 4H-[1,2,3]氧化三唑并[4,5-c]呋咱羟胺盐/胺盐及共晶的制备与表征

      2022, 30(8):764-770. DOI: 10.11943/CJEM2022121

      摘要 (386) HTML (227) PDF 1.16 M (6206) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3,4-二氨基呋咱为起始原料,通过硝化、环化、成盐反应合成了4H-[1,2,3]氧化三唑并[4,5-c]呋咱(TODO)的羟胺盐及铵盐。采用蒸发溶剂法制备出TODO羟胺盐(HATODO)与TODO铵盐(ATODO)共晶化合物,通过单晶X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和核磁分析对该化合物的结构进行了表征。采用热重-差示扫描量热仪研究了其热稳定性,依据GJB772A-97方法测试了感度。采用Explo5V6.0对其爆轰性能进行了预测。结果表明:HATODO/ATODO共晶晶体为单斜晶系,P21/c空间群,晶体学参数为:a=8.5202(3)Å, b=10.3870(4)Å,c=13.4481(4) Å,α=90°,β=102.0510(10)°,γ=90°,V=1163.92(7)Å3Z=4。该共晶主要依靠N+─O-…H型氢键作用和N─H氢键作用形成。TODO羟胺盐的分解温度为147.9 ℃,TODO胺盐的分解温度为167.4 ℃,HATODO/ATODO共晶的起始分解温度为151.2 ℃,撞击感度为3.9 J,摩擦感度为78%,静电感度为129.7 mJ,计算爆速为8462 m·s-1,计算爆压为32.07 GPa。

    • 微流控合成与制备含能材料的发展思考

      2022, 30(5):415-416. DOI: 10.11943/CJEM2022070

      摘要 (581) HTML (413) PDF 371.75 K (8526) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 含氮杂环碳氢键碘代方法的研究进展

      2022, 30(1):70-77. DOI: 10.11943/CJEM2021114

      摘要 (556) HTML (298) PDF 747.12 K (4334) 评论 (0) 收藏

      摘要:多碘含能化合物是近年来发展起来的一类新型杀菌材料,其通过含能组分在受激发后释放出能量或气体驱动其产生的碘基杀菌剂,实现对环境病菌的高效快速洗消,具有响应时间短,灵活性好,杀菌效率高,适应复杂环境需要等优点。本综述总结归纳了通过I2/KI,I2/氧化剂,N-碘代琥珀酰亚胺(NIS),氯化碘(ICl)等用于制备多碘代五元或六元氮杂环的方法,比较分析了不同碘化方法的适用范围和优缺点。指出了未来多碘含能化合物制备重点应围绕提高碘的原子经济性和绿色友好的合成工艺来展开,可为新型多碘含能化合物的设计与合成及规模化制备提供一定的参考。

    • 分子笼在新型含能化合物制备中的应用进展

      2021, 29(12):1216-1228. DOI: 10.11943/CJEM2021047

      摘要 (563) HTML (233) PDF 3.48 M (3514) 评论 (0) 收藏

      摘要:高张力键或高能化学键是构成颠覆性含能材料的重要基元,但由于难形成、易断裂,它们的构筑一直是化学与含能材料领域中的一个难题。利用分子笼独特的内部空间“协助”构筑此类化学键为相关研究提供了一条可行的路线,并且已经付诸实践。本文归纳了分子笼的“限域效应”、弱相互作用及电子传输等特性,探讨了其在阻止氧气氧化P4等高张力材料、稳定芳基五唑等高活性物质、富集NaN3等反应物以加速反应、改变反应路径等过程中的作用,梳理了分子笼在这些过程中扮演的“防火墙”、“稳定剂”、“加速器”、“搬道工”等角色,为分子笼在TdN4等新型含能化合物的制备与能量可控释放研究提供借鉴。同时,也指出了今后研究的重点方向:设计、合成新型高效的分子笼;开发良好的表征分子笼复合物的方法手段;加强多重环境响应分子笼与含能材料的复合与释放研究。

    • BOM熔铸炸药的制备与性能

      2021, 29(9):781-789. DOI: 10.11943/CJEM2020234

      摘要 (733) HTML (517) PDF 3.30 M (2754) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究熔铸炸药3,3′-联(1,2,4-噁二唑)-5,5′-二甲硝酸酯(BOM)的性能,采用熔铸工艺制备了熔铸试样,测试了熔铸试样的爆速;通过热分解和恒温试验研究了BOM的熔铸工艺热安全性,采用宏观凝固成型和微观凝固结晶试验研究了BOM的凝固性能,采用抗压和抗拉试验研究了BOM铸件的力学性能;通过爆轰性能计算研究了BOM/HMX/Al熔铸炸药体系的爆速和爆热性能。结果表明,BOM自然凝固成型密度为1.726 g·cm-3,实测爆速为7679 m·s-1。BOM分解峰温为213.8 ℃,计算热爆炸临界温度为190.7 ℃,恒温加热未见变色发烟,显示良好的熔铸工艺热安全性。BOM凝固缺陷集中于铸件顶部补缩区,自然凝固体积收缩率15.7%,成型密度为理论密度的94.7%,凝固成型性能良好。铸件抗压强度6.21 MPa,抗拉强度1.89 MPa。在BOM/HMX/Al熔铸炸药体系中,爆速随着Al含量的增加线性降低。Al含量低于24%时,爆热随着Al含量的增加逐步提高。Al含量大于24%时,爆热与配方中BOM和HMX的配比相关,可调节体系中BOM与HMX的配比以满足配方最佳的铝氧比。

    • 新型熔铸炸药3,3′-双(二硝甲基-ONN-氧化偶氮基)三呋咱(BDNAF)的合成与性能

      2021, 29(9):798-802. DOI: 10.11943/CJEM2021001

      摘要 (650) HTML (282) PDF 542.18 K (2645) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用3,4-双(3′-氨基呋咱-4′-基)呋咱(BATF)和2,2-二甲基-5-硝基-5-亚硝基-1,3-二氧环己烷(DMNNDO)为原料,经氧化偶联、水解、溴化、还原和硝化五步反应首次合成新型含能化合物3,3′-双(二硝甲基-ONN-氧化偶氮基)三呋咱(BDNAF),通过红外(IR)、核磁(NMR)和元素分析(EA)对中间体和目标化合物进行结构表征。利用差示扫描量热法(DSC)研究了中间体3,3′-双(单硝甲基-ONN-氧化偶氮基)三呋咱(BNAAF)和目标化合物BDNAF的热行为;采用Gaussian 09程序和Explo 5(v. 6.04)预估了BNAAF和BDNAF的物化及爆轰性能。结果表明:BNAAF没有熔点,热分解峰温为106.4 ℃,理论密度为1.82 g·cm-3,爆速为8298 m·s-1,爆压为29.0 GPa;BDNAF的熔点为95.4 ℃,第一分解峰温为170.5 ℃,理论密度为1.91 g·cm-3,爆速为9005 m·s-1,爆压为35.9 GPa,可作为一种新型熔铸炸药。

    • 含能共晶制备及应用研究进展

      2021, 29(9):855-870. DOI: 10.11943/CJEM2020322

      摘要 (740) HTML (419) PDF 2.27 M (3135) 评论 (0) 收藏

      摘要:共晶是指不同种类的中性组分在分子间非共价键的作用下形成的具有固定比例与特殊结构的晶体,属于超分子领域范畴。共晶技术是一种新型的含能材料改性方法手段,具有广阔的发展前景与应用价值。共晶可以降低含能材料的感度,提高安全性,改善力学性能、热性能与能量密度。综述了含能共晶制备及应用研究进展,其中包括共晶炸药国内外研究现状、制备方法、表征方法、形成机理。介绍了含能共晶面临的问题:部分共晶炸药性能有待进一步改善;共晶炸药制备条件苛刻,产率低;共晶炸药的测试表征手段较为单一。指出了今后研究的重点方向为:加强多组分含能共晶的研究;改善共晶炸药制备工艺,提高产量;研究共晶的结晶动力学行为,寻求共晶的最佳结晶条件以及寻找良好的表征共晶结构的方法手段。

    • 4,5-双(氯二硝基甲基)-2-重氮咪唑的合成与性能

      2021, 29(8):700-704. DOI: 10.11943/CJEM2020289

      摘要 (572) HTML (289) PDF 2.94 M (2988) 评论 (0) 收藏

      摘要:以4,5-二氰基-2-氨基咪唑为原料,经过肟化,氯代,重氮化,硝化三步反应生成4,5-双(氯二硝基甲基)-2-重氮咪唑,采用 X-射线单晶衍射分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(1H NMR、13C NMR)高分辨质谱(HRMS)对其结构进行表征;通过差示扫描量热仪和热重分析仪研究其热性能;通过Gaussian09和EXPLO5 v6.01对其结构优化和性能预估。结果表明,4,5-双(氯二硝基甲基)-2-重氮咪唑的晶体属于三斜晶系,为P1空间群,晶胞参数为a=6.6196(10) Å,b=8.1685(13) Å,c=13.0272(19) Å,V=666.96(18) Å3α=100.166(4)°,β=102.560(4)°,γ=97.153(5)°,Z=2,F(000)=368;Dc=1.848 g·cm-3。其热分解温度为122.14 ℃,预估爆速为 8574 m·s-1,预估爆压为32.8 GPa,按BAM标准方法测试感度,其撞击感度为4 J,摩擦感度为100 N。

    • 亚胺基桥连的平面型富氮含能化合物的合成与性能

      2021, 29(8):721-725. DOI: 10.11943/CJEM2020321

      摘要 (493) HTML (353) PDF 877.39 K (2996) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了合成平面型的高能钝感富氮类含能化合物,以6-(3,5-二甲基吡唑)-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(1)为底物,与2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(2)在碱性条件下反应,合成了—NH—桥联的基于稠杂环体系的6-(2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪)-1,2,4-三唑[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(3),收率为81.3%。采用核磁、红外、X射线衍射等分析手段对化合物3的结构进行表征;利用差示扫描量热(DSC)研究了化合物3的热分解过程,其初始分解温度高达254.6 ℃;采用Gaussian 09 D.01和Explo5 V6.05.02软件计算化合物3的爆速和爆压分别为7568 m·s-1和23.5 GPa;采用BAM法测得化合物3的撞击感度和摩擦感度分别为12.5 J和240 N。结果表明化合物3具有较好的爆轰性能和较低的感度,同时较高的分解温度表明化合物3可以作为耐热性炸药。

    • 4-羟基-3,5-二硝基吡唑含能离子化合物的合成、晶体结构及性能

      2021, 29(8):713-720. DOI: 10.11943/CJEM2021113

      摘要 (658) HTML (312) PDF 1.76 M (4081) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3,5-二硝基-4-溴吡唑(1)为底物,经水解与中和反应合成了4-羟基-3,5-二硝基吡唑(H-DNOP,2),并利用其酸性,设计、合成了DNOP的三种离子型含能化合物(3~5)。采用核磁、红外、X 射线单晶衍射等手段对化合物3~5的结构进行表征;利用差示扫描量热仪-热重联用研究了化合物3-5的三种离子盐的热性能,其中肼盐(3)的热分解温度最高为210.3 ℃。采用BAM测试方法测试了撞击感度和摩擦感度,并基于等键方程和Kamlet-Jacobs方程预测了其能量参数。结果表明,三种含能化合物的实测感度较低,撞击感度均为36 J,摩擦感度均为360 N,比三硝基甲苯(TNT)(撞击感度为15 J,摩擦感度为353 N)和黑索今(RDX)(撞击感度为7.4 J,摩擦感度为120 N)钝感;三种化合物理论爆速为7758~8288 m·s-1,爆压为26.06~29.96 GPa。

    • 4-羟基-3,5-二硝基吡唑胍盐的合成、晶体结构及性能

      2021, 29(8):726-731. DOI: 10.11943/CJEM2021119

      摘要 (606) HTML (383) PDF 1.78 M (3590) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得性能优良的含能材料,以4-氯吡唑为原料,经硝化、水解、酸化及成盐反应合成了一种新型含能离子盐4-羟基-3,5-二硝基吡唑胍盐(DNPOG),采用红外光谱、核磁共振分析及元素分析对其结构进行了表征,培养得到了DNPOG单晶,晶体结构为三斜晶系,空间群为P-1,相对分子质量Mr=233.17 g·cm-1,晶胞参数a=4.8958(5) Å,b=8.1933(8) Å,c=11.9669(11) Å,Z=2,晶体密度Dc=1.750 g·cm-3;计算研究了DNPOG晶体中的氢键及π-π共轭作用对其分子间相互作用力的贡献,其氢键占比为47%;采用差式扫描量热仪(DSC)和热失重仪(TG)研究了其热分解特性,其第一分解峰温为212.5 ℃;研究了DNPOG爆轰与安全性能,爆速7871 m·s-1、爆压23.8 GPa、生成焓为-160.2 kJ·mol-1、撞击感度20 J、摩擦感度240 N。研究结果表明,DNPOG为层状堆积,热稳定性较好、感度较低,是一种性能优良的低感炸药。

    • 1,2-二(3,3′-二硝氨基-1H-1,2,4-三唑-5-基)乙烷及其1,3-丙二铵盐的合成,晶体和性能

      2021, 29(8):732-738. DOI: 10.11943/CJEM2021092

      摘要 (521) HTML (274) PDF 976.86 K (3850) 评论 (0) 收藏

      摘要:以1,4-丁二酸二酰肼为原料,采用“MNNG合环法”一锅直接合成了1,2-二(3,3′-二硝氨基-1H-1,2,4-三唑-5-基)乙烷一水合物(1),研究了化合物1的较优合成工艺。通过化合物1与1,3-丙二胺反应得到了1,2-二(3,3′-二硝氨基-1H-1,2,4-三唑-5-基)乙烷-1,3-丙二铵盐(2),通过X射线单晶衍射分析获得了化合物2的单晶结构。采用红外光谱、核磁以及元素分析对化合物12结构进行了表征;利用差示扫描量热法分析了热性能,结果表明12的起始热分解温度分别为184 ℃和214 ℃;利用EXPLO5(v6.02)软件模拟计算了化合物12的主要爆轰参数,其中化合物1的理论爆速为8602 m·s-1,理论爆压为28.10 GPa,化合物2的理论爆速为7740 m·s-1,理论爆压为19.10 GPa;利用BAM 感度测试仪进行感度测试,化合物1的撞击感度为35 J,摩擦感度为108 N,化合物2的撞击感度大于40 J,摩擦感度大于360 N。

    • 耐热炸药NBTTP的合成反应优化及热分解性能

      2021, 29(8):705-712. DOI: 10.11943/CJEM2021042

      摘要 (576) HTML (627) PDF 730.77 K (3086) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究耐热炸药2,4,8,10-四硝基-苯基吡啶基-1,3a,6,6a-四氮杂戊搭烯(NBTTP)的合成工艺及热性能,以苯并三氮唑和2-氯-3-硝基吡啶为原料,通过取代、环化和硝化三步反应合成出了耐热炸药NBTTP。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)对产物进行了结构表征,并对环化反应进行了工艺条件优化;采用差示扫描量热仪和热失重分析仪对NBTTP的热分解及热失重历程、热分解动力学及相关热爆炸参数进行了研究。结果表明:当亚磷酸三乙酯与1-(3-硝基-2-吡啶)-1H-苯并三唑(BTP)的投料比为3∶1时,环化反应收率最高(83.44%);NBTTP仅存在一个剧烈的放热阶段,该放热阶段的起始分解温度为388.79 ℃,分解峰温在406.23 ℃;NBTTP的热分解反应动力学方程为dα/dt=(6.36×1014/β)(1-α)exp[-2.34×105/(RT)],热分解反应的活化熵、活化焓及活化自由能分别为23.60 J·mol-1·K-1、228.97 kJ·mol-1和213.46 kJ·mol-1;自加速分解温度TSADT为655.11 K。

    • 3,4-二(3-氰基氧化呋咱基)氧化呋咱合成、晶体结构与性能

      2021, 29(8):694-699. DOI: 10.11943/CJEM2021048

      摘要 (849) HTML (480) PDF 1.13 M (4288) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3,4-二氰基氧化呋咱为原料,利用氰基的多步官能团转化合成了联三氧化呋咱含能化合物3,4-二(3-氰基氧化呋咱基)氧化呋咱(BCTFO)。利用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征,结合GIAO法理论模拟,完成了13C NMR和15N NMR谱的归属研究。首次培养了适合单晶X-射线衍射分析的BCTFO单晶,测试结果发现BCTFO属于单斜晶系,空间群为C2/ca=19.742(4) Å,b=8.851(2) Å,c=29.275(7) Å,V=4951.3(19) Å3Z=8,ρ=1.75 g∙cm-3F(000)=2600,S=1.043,R1=0.0491,wR2=0.1375。基于实测密度(ρ=1.76 g∙cm-3)和预估生成焓(ΔfH(s)=806.7 kJ∙mol-1),利用Explo5(V6.04)软件预估BCTFO的爆速(D)和爆压(P)分别为8086 m·s-1和27.3 GPa。采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)研究了BCTFO的热分解过程,其热分解峰温为235.4 ℃。按 BAM 标准方法测试BCTFO的感度,其撞击感度为16 J,摩擦感度为330 N。

    • 偶氮桥连富氮杂环含能化合物的合成及性能研究进展

      2021, 29(8):739-758. DOI: 10.11943/CJEM2021032

      摘要 (801) HTML (405) PDF 12.50 M (3262) 评论 (0) 收藏

      摘要:偶氮键不仅是一种桥连基团,通常还能提高富氮杂环含能化合物的密度和生成焓,因此,通过这种桥连方式来构筑新型含能材料已逐渐成为该领域的研究热点。本研究围绕唑类和嗪类两大类底物,从C—NH2和N—NH2氧化偶联两个方面,综述了近二十年来偶氮桥连富氮杂环含能化合物的制备方法、理化性质和爆轰性质等,为该类化合物后续的研究和发展提供一定的参考。

    • 偕二硝基含能盐的合成研究进展

      2021, 29(8):759-770. DOI: 10.11943/CJEM2021137

      摘要 (858) HTML (513) PDF 851.12 K (3283) 评论 (0) 收藏

      摘要:偕二硝基基团有高密度和高氧含量的特点,是设计合成新型高能量密度含能化合物的重要结构单元之一。在氮杂环骨架中引入具有平面结构的偕二硝基阴离子利于形成共轭结构,从而有效提高含能化合物的密度、氧平衡以及爆轰性能。本文通过系统总结对含肟类或活泼亚甲基前体进行硝化制备偕二硝含能盐的合成方法,发现采用N2O4或N2O5硝化方法普适性好,但存在产率较低,硝化中间体难以分离等不足,而混酸硝化方法通常具有较高的产率且反应条件温和,但构建含活泼亚甲基前体需要采用新的策略。同时对部分性能优良的偕二硝基含能盐的含能特性进行了讨论,希望本综述能为新型偕二硝基类高能钝感含能材料的设计与合成提供借鉴和参考。

    • 二氯乙二肟合成及其含能衍生物研究进展

      2021, 29(8):771-780. DOI: 10.11943/CJEM2021057

      摘要 (553) HTML (440) PDF 833.39 K (3427) 评论 (0) 收藏

      摘要:二氯乙二肟是一种高效的工业杀菌剂,也是构建氮杂环骨架的重要原材料,可合成多种性能优异高氮含能材料。本文主要介绍了氯气法、N-氯代琥珀酰亚胺(NCS)/二甲基甲酰胺(DMF)法以及NCS/DMF改进法等3种二氯乙二肟的合成方法,并比较了它们优缺点。系统阐述了基于二氯乙二肟的反应特性构建异噁唑、呋咱、氧化呋咱、双四唑以及噁二唑酮等氮杂环中间体的方法,同时,综述了相关含能材料的物化与爆轰性能。利用二氯乙二肟作为原料,有望设计、合成性能优异的新型含能材料,全面推动含能材料自主创新能力的提升。

    • 新型氮杂环类高能低感材料创制策略

      2021, 29(8):689-693. DOI: 10.11943/CJEM2021156

      摘要 (588) HTML (382) PDF 497.57 K (6692) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 新型高能量密度炸药ICM-101的热膨胀特性

      2021, 29(7):641-649. DOI: 10.11943/CJEM2021037

      摘要 (606) HTML (598) PDF 3.73 M (2902) 评论 (0) 收藏

      摘要:炸药晶体在热刺激作用下的热膨胀特性是导致混合炸药应力增加及长贮时结构损伤的重要原因之一,采用原位X-射线粉末衍射技术研究了[2,2''-联(1,3,4-噁二唑)]-5,5''-二乙酰胺(ICM-101)的热膨胀特性,基于Rietveld全谱拟合结构精修原理,获得了ICM-101的热膨胀系数。结果表明,ICM-101在热场作用下表现出明显的可逆各向异性热膨胀,在30~170℃温度范围内晶胞参数a、b、c轴和体积V的热膨胀系数分别为9.19×10-5,-9.22×10-6,5.21×10-5-1和13.8×10-5-1,其中b轴表现出负膨胀特性。基于分子光谱技术结合理论计算方法,对ICM-101在不同温度下晶胞堆积结构及其与热膨胀特性的关联展开研究,认为热刺激下ICM-101分子的四元环结构发生压缩变形使晶胞沿着b轴方向被压缩是导致晶胞在b轴呈现线性负膨胀的重要原因,同时与其它炸药晶体热膨胀特性对比,分析了晶胞堆积对炸药晶体结构热稳定性的影响。具有较强氢键作用的层状堆积结构的炸药晶体的热膨胀各向异性更明显,其中当分子与分子间的相对夹角大于100时,层内氢键网络对层间作用影响不大,反之,则会对a、b、c轴方向产生影响,限制其热膨胀。

    • 4-氨基-3,7-二硝基-1,2,4-三唑并[5,1-c] 1,2,4-三嗪(TTX)合成机理与性能

      2021, 29(6):509-514. DOI: 10.11943/CJEM2020063

      摘要 (533) HTML (312) PDF 760.09 K (2234) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究4-氨基-唑并[5,1-c] 1,2,4-三嗪化合物的合成机理与性能,以TTX为例,采用密度泛函理论(DFT)研究了1,2,4-三唑并[5,1-c]1,2,4-三嗪类稠环可能的环化机理,研究了体系pH值对环化过程的影响;采用差示扫描量热法研究了TTX的热性能、热分解动力学,并采用BAM撞击感度测试仪测试了TTX的撞击感度。结果表明:5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑(ANTA)的重氮盐与硝基乙腈钠盐偶合中间体的类吡咯氮原子对氰基亲核加成,然后通过芳构化重排得到1,2,4-三唑并[5,1-c]1,2,4-三嗪;TTX的热分解峰温为281.8 ℃,表观活化能为356.7 kJ·mol-1,高于TATB;撞击感度为60 J,低于RDX。同时研究了TTX与HMX、RDX、Al粉、硝化棉(NC)的相容性,结果表明TTX与Al相容,与HMX有一定相互作用,轻微敏感;RDX、NC会明显促进TTX热分解,混合体系较为敏感,应避免混合使用。

    • 含能配合物[Cu(MIM)2(AIM)2](DCA)2的合成、结构及对AP热分解的催化

      2021, 29(6):501-508. DOI: 10.11943/CJEM2021016

      摘要 (695) HTML (398) PDF 1.56 M (3855) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索固体推进剂燃烧催化剂,以1-甲基咪唑(MIM)、1-烯丙基咪唑(AIM)、硝酸铜和二氰胺钠(NaDCA)为原料,合成了一种新型双配体含能配合物[Cu(MIM)2(AIM)2](DCA)2,并通过红外光谱、X射线单晶衍射和粉末衍射对其结构进行了表征。采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)对该含能配合物的热分解过程进行了分析,在40~500 ℃的温度范围内,DSC曲线中有一个吸热熔化峰(峰值温度:93.5 ℃)和一个放热分解峰(峰值温度:199.4 ℃)。对配合物进行了感度测试,其摩擦感度为240 N,撞击感度>40 J。对比研究了双配体的[Cu(MIM)2(AIM)2](DCA)2与单配体的[Cu(MIM)4](DCA)2、[Cu(AIM)4](DCA)2对高氯酸铵(Ammonium Perchlorate,AP)热分解的催化作用,结果表明双配体的含能配合物具有更好的催化效果,使AP的分解峰值温度提前到285.6 ℃,放热量升高到2458 J·g-1,热分解活化能降低到81.5 kJ·mol-1,表现出作为复合推进剂催化剂的潜力。

富氮杂环含能化合物的创制

年第卷第

当期目录


文章目录

过刊浏览

刊期浏览
本期排行

PDF下载排行

HTML阅读排行

摘要点击排行

引用排行