苦基呋咱醚化合物的性能预估

为得到综合性能优良的高能量密度材料,设计了氧桥苦基呋咱系列化合物苦基-(3-硝基呋咱基-4)醚(FOP)、双(3-硝基呋咱基-4)苦基醚(DFOP)和叁(3-硝基呋咱基-4)苦基醚(TFOP).采用B3LYP/6-31G方法、Kamlet公式及H50经验公式对3种化合物进行了密度、生成焓、爆轰性能及稳定性预估.结果表明,硝基呋咱单元的引入可以大大提高钝感苦基类化合物的密度、生成焓及爆轰性能;苦基的引入可以提高呋咱类化合物的稳定性.     

3-氨基-4-偕氨肟基呋咱及其含能衍生物合成研究进展

综述了3-氨基-4-偕氨肟基呋咱(AAOF)的几种典型合成方法;基于AAOF分子结构中氨基、偕氨肟基的反应活性,可合成3,4-双(4′-氨基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DATF)、3,4-双(4′-硝基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DNTF)、3,4-双(4′-叠氮基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DAZTF)、呋咱胺含能化合物、呋咱醚(FOF-2、FOF-13、BFFO、TFO)等典型含能化合物。系统介绍了上述8大系列30种高含能化合物的合成技术途径及主要的物化性能,有望在高能炸药、高能推进剂等领域得到应用。附参考文献56篇。     

新型含能材料呋咱类化合物的研究进展

介绍了几种呋咱类含能化合物3,4–二氨基呋咱(DAF)、3,3′–二氨基–4,4′–氧化偶氮呋咱(DAAF)、3,3′–二氨基–4,4′–偶氮呋咱(DAAzF)、3,4–二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、3–硝基呋咱–4–甲醚(NFME)、(3 E,4 E)–二肟甲基氧化呋咱(DPX1)的合成方法和性能。通过与其他含能材料的性能对比,可知呋咱类化合物是一类性能优良、具有广阔应用前景、可应用于推进剂的含能材料。     

呋咱含能化合物的合成及其衍生物反应研究进展

阐述了二肟脱水和氧化呋咱还原2种构建呋咱环的主要方法,以及氨基取代呋咱衍生物、硝基取代呋咱衍生物和氰基取代呋咱衍生物的反应;列举了几种典型的呋咱含能化合物如二硝基呋咱(DNF)、二氨基偶氮呋咱(DAAF)、3,4–双(4′–硝基呋咱–3′–基)氧化呋咱(DNTF)、呋咱醚类化合物(FOF–1,FOF–2,FOF–13)和稠环类呋咱含能化合物(MNOTO、4,5,9,10–四硝基–1,4,5,8–四氮杂氢化萘(2,3,–6,7)并双呋咱)的合成方法及性能。     

4,4'-二硝基双呋咱醚的合成与表征

以3,4-二氨基呋咱(DAF)为原料,经Caro-acid氧化生成二硝基呋咱(DNF),碱性条件下DNF分子间硝基醚化后合成目标化合物4,4′-二硝基双呋咱醚(FOF-1).采用红外光谱、质谱、元素分析及核磁共振进行了结构表征;初步探讨了硝基分子间醚化合成FOF-1的反应机理;优化了氧化、分子间醚化工艺,确定了最佳合成条件:氧化反应时间为3.5 h, H2SO4的起始浓度为51.7%,醚化反应时间为2.5 h,水质量分数小于0.03%.总收率达到42%,纯度为99.6%.     

化学推进剂及其原材料文献题录(三十二)

含能增塑剂的研究新进展.化学推进剂与高分子材料,2012,10(6):7-13.硝酸铵基绿色洁净固体推进剂的研究进展.化学推进剂与高分子材料,2012,10(6):30-33.氧桥呋咱类含能材料的研究进展.化学推进剂与高分子材料,2012,10(6):34-42.炭黑粒度对CMDB推进剂燃烧性能的影响.化学推进剂     

4,4′-二硝基双呋咱醚的合成与表征

以3,4-二氨基呋咱（DAF）为原料,经Caro-acid氧化生成二硝基呋咱（DNF）,碱性条件下DNF分子间硝基醚化后合成目标化合物4,4′-二硝基双呋咱醚（FOF-1）。采用红外光谱、质谱、元素分析及核磁共振进行了结构表征;初步探讨了硝基分子间醚化合成FOF-1的反应机理;优化了氧化、分子间醚化工艺,确定了最佳合成条件：氧化反应时间为3.5h,H2SO4的起始浓度为51.7%,醚化反应时间为2.5h,水质量分数小于0.03%。总收率达到42%,纯度为99.6%。     

3,4-二氨基呋咱及其高能量密度衍生物合成研究进展

呋咱类化合物因能量密度高、综合性能好、可作为炸药和推进剂等广泛应用于军事领域.3,4-二氨基呋咱(DAF)作为重要的前体化合物,其大规模合成为呋咱类高能量密度衍生物的应用奠定了基础.本文首先介绍了DAF的合成工艺及其氧化机理,并综述了以其为中间体得到的氧化物、大环、长链和稠环化合物的国内外合成方法及性能,表明呋咱类化合物爆轰性能优良,具有潜在应用前景;但是,不少硝基取代或多呋咱环衍生物存在安定性差、感度高的缺点.据此,提出设计合成新型钝感高能呋咱衍生物是解决上述不足的有效方法;DAF的合成工艺研究及增大呋咱类化合物开发力度是未来的发展重点.     

呋咱类含能化合物及其在推进剂中的应用

讨论了呋咱类含能化合物的分子结构特点和理化性质，综述了典型呋咱化合物即单呋咱、链状呋咱及大环呋咱、稠环呋咱的合成方法，总结了该类含能化合物在推进剂中的应用情况。认为呋咱类含能化合物由于其优良的性能。在推进剂中有广泛的应用前景。     

1,3,4-噁二唑联呋咱含能化合物的设计及构效关系理论研究

在4种1,3,4-噁二唑联呋咱分子骨架上引入三硝基甲基、氟代偕二硝基、硝基及硝氨基等含能基团,设计了5类共10种含能化合物;采用密度泛函方法B3LPY/6-31G(d, p)基组,研究了化合物的物化性能、爆轰性能(密度、生成焓、氧平衡、爆速、爆压)与安全性能(静电势分布和键解离能)间的构效关系。结果表明,三硝基甲基及氟代偕二硝基可大大改善呋咱衍生物的爆轰性能,而联四芳环的1,3,4-噁二唑联呋咱的共轭母体骨架可有效提高致爆基团中C—NO_2的键离解能,是设计高能不敏感含能化合物的有效方法;其中,3,3′-二(5-三硝基甲基-1,3,4-噁二唑)-4,4′-偶氮呋咱(E-1)密度为1.969g/cm~3,爆速达9130m/s,爆压为38.82GPa,最弱键(C—NO_2)键离解能为131.57kJ/mol,表现出优异的综合性能。     

四嗪类高氮含能材料研究进展

四嗪环是一种含氮质量分数达68.3%的六元氮杂环含能基团,是设计高能钝感含能材料中非常有效的结构单元;四嗪类高氮含能材料也是近年来国内外研究和报道较多的一种新型含能材料,部分具有生成焓高、热稳定性好和感度较低等特点。介绍了1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪和1,2,3,5-四嗪3大类四嗪环,并对几种四嗪类高氮含能化合物的合成、性能及其在含能材料中的应用研究进展进行了详细论述。     

Prediction of Sensitivity of Energetic Compounds with a New Computer Code

Impact, electrostatic, and shock sensitivities of energetic compounds are three important parameters for the assessment of hazardous energetic materials. A novel easy to handle and user‐friendly computer code, written in Visual Basic, is introduced to predict these parameters, by solely using the molecular structure of an energetic molecule. It is able to predict impact sensitivity for different types of energetic compounds including nitropyridines, nitroimidazoles, nitropyrazoles, nitrofurazanes, nitrotriazoles, nitropyrimidines, polynitro arenes, benzofuroxans, polynitro arenes with α‐CH, nitramines, nitroaliphatics, nitroaliphatic containing other functional groups, and nitrate energetic compounds. It can also provide reliable results for electrostatic and shock sensitivities of some classes of high explosives including nitroaromatic and nitramine compounds. The prediction of this code give good values for some newly reported energetic compounds, where experimental data are available.     

Improved Approach to Predict the Power of Energetic Materials

Nowadays, the ballistic mortar is the preferred test for the explosive power measurements but there is no reliable method for its prediction. For an energetic compound, the formation of low molecular mass gaseous products and a high positive heat of formation per unit weight of the energetic compound are important parameters to have a high value of power. A novel method was developed to predict the power by the ballistic mortar test for pure and mixture of energetic materials. It can be used for some important classes of energetic compounds including nitroaromatics, acyclic and cyclic nitramines, nitrate esters, and nitroaliphatics. The presented method is based on the molecular structure of the desired compound and there is no need to use experimental data such as the condensed phase heat of formation. For 84 pure and 24 mixtures of energetic compounds, the calculated power relative to 2,4,6‐trinitrotoluene (= 100) show good agreement with respect to the measured values.     

含能配合物的研究进展

含能配合物是开发具有钝感、含能、环保材料的一个重要发展方向。概述了以高能多氮直链化合物如碳酰肼,富氮杂环化合物如三唑、四唑类为配体的配合物的合成、热行为以及性能的研究情况,同时简要地从分子或原子结构描述了一些其他多氮含能配体如肼、肼基甲酸甲酯等所形成的配合物的晶体结构以及热分解行为,并对含能配合物的发展方向进行了展望。     

新型含能材料的研究进展

介绍了高能量密度化合物、分子间亚稳态物质、纳米结构材料等新型含能材料的研究概况以及HM X球形化和纳米结构含能复合材料方面的研究进展。研究证实,高能低感炸药得到长足发展和广泛应用,非CHNO类高能量密度材料仍处于理论探索阶段,不敏感弹药主装药中现有单质高能炸药的晶体品质得到很大提高,纳米多孔硅/硝酸盐复合材料具有较强的爆炸性质,是一类值得关注的新型含能材料。研究也获得了装填RDX纳米线的碳纳米管有序阵列,建议在新型复合含能材料方面展开广泛深入的研究。     

A New Computer Code for Prediction of Enthalpy of Fusion and Melting Point of Energetic Materials

The prediction of phase change properties of energetic materials is important for the assessment of hazardous energetic materials. A novel user‐friendly computer code, written in Visual Basic, is introduced to predict the melting point and the enthalpy of fusion of energetic materials by only using their molecular structure parameters. It can be used for different types of energetic compounds including polynitro arenes, polynitro heteroarenes, acyclic and cyclic nitramines, nitrate esters, and nitroaliphatic. The predicted results were compared with several of the best available methods, which confirmed the higher reliability of the new computer code for some new and well‐known energetic compounds with complex molecular structures. This code can be used for designing of energetic compounds with desirable phase change properties.     

Recent Developments for Prediction of Power of Aromatic and Non‐Aromatic Energetic Materials along with a Novel Computer Code for Prediction of Their Power

The explosive power or strength of an energetic material shows its capacity for doing useful work. This work reviews recent developments for prediction of power of energetic compounds. A new user‐friendly computer code is also introduced to predict the relative power of a desired energetic compound as compared to 2,4,6‐trinitrotoluene (TNT). It is based on the best available methods, which can be used for different types of energetic compounds including nitroaromatics, nitroaliphatics, nitramines, and nitrate esters. The computed relative powers are consistent with the measured data for some new materials containing complex molecular structures.     

BDNPF/A增塑剂的性能及其应用

BDNPF/A具有适宜的密度和黏度,与众多的推进剂和炸药组分相容性良好。BDNPF/A毒性与一般硝基化合物类似;安定性好,在配方中替代NG,可降低配方的冲击敏感性;能量适中,具有出色的氧平衡和热平衡数值,在配方中替代惰性增塑剂,可显著改善配方的燃速和比冲。BDNPF/A在DB、CMDB等推进剂配方和PBX、PAX系列炸药配方中都得到了广泛应用,是制备钝感含能材料的必要含能增塑剂之一。