六硝基六氮杂异伍兹烷的研究进展(1)——六硝基六氮杂异伍兹烷的合成

本文分析了六硝基六氮杂五兹烷的合成途径，认为以异伍兹烷的衍生物作合成前体。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的吸湿性

测定了六硝基六氮杂异伍兹烷（CL－20）四种晶型产品在28℃,RH90％条件下的吸湿性。结果表明,a－CL－20的吸湿率最大,五天内达到0．5％,并随时间的延长吸湿不断增加。β,r和ε三种晶型的吸湿均不超过0．025％。     

六硝基六氮杂异伍兹烷转晶工艺最新研究进展

综述近五年六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)转晶工艺的最新进展，包括多种经改进的实验室转晶方法及工业装置的转晶工艺。详细说明了转晶的操作程序及条件，提出了多种可供HNIW转晶采用的溶剂、非溶剂和晶型改性剂，讨论了结晶工艺对ε-HNIW结晶质量的影响。     

硝酸法制备六硝基六氮杂异伍兹烷

本文研究使用浓度为90%～98%硝酸直接硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)制备六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW,CL-20)新方法,结果得到高产率高纯度的γ-HNIW.同时对反应中间产物二硝基,四硝基,五硝基衍生物进行了分离和鉴定,据此提出了分步硝化机理.     

六硝基六氮杂异伍兹烷合成工艺研究进展

综述了近年来针对高能量高密度化合物六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW或CL-20）合成工艺的制造和改进的研究进展,对以六苄基六氮杂异伍兹烷（HBIW）为中间体的3条工程化制造路线的优缺点和应用情况进行了讨论,并对合成CL-20的新工艺路线存在新型异伍兹烷前体合成及其硝化产率都很低,副反应多,异伍兹烷笼形立体结构易破裂等难点进行了分析,得出CL-20的低成本制造技术发展方向为寻求新型高效的催化剂和探索新合成工艺路线的结论。     

六苯甲酰基六氮杂异伍兹烷的硝解

为探索六硝基六氮杂异伍兹烷制备的新方法 ,研究了六苯甲酰基六氮杂异伍兹烷在多种条件下的硝解反应。采用未见文献报道的稀硝酸 /硝酸盐为硝解剂 ,首次实现了苯甲酰胺的硝解 ,以六苯甲酰基六氮杂异伍兹烷为底物 ,得到四硝基二苯甲酰基六氮杂异伍兹烷 ,得率不低于 60 %     

降低由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷制备的六硝基六氮杂异伍兹烷中杂质含量研究

由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)制备六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW),产品为纯γ晶型,得率达90%,纯度达98%以上.其中2%杂质主要为五硝基-乙酰基六氮杂异伍兹烷(PNMAIW).根据薄层色谱(TLC)和高效液相色谱(HPLC)分析结果,研究了HNIW得率及其中PNMAIW含量与硝解条件的关系.     

六硝基六氮杂异伍兹烷的研究进展(3)——六硝基六氮杂异伍兹烷晶型研究

研究了六硝基六氮杂异伍兹烷多晶型物的性质、稳定性、晶型转变,介绍了α、β、γ和ε四种晶型的定性和定量分析方法     

六硝基六氮杂异伍兹烷酸值测定

运用酸碱滴定法测定了硝酸直接转晶、乙酸乙酯-氯仿转晶得到的六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的酸值。通过对比发现,对于硝酸直接转晶得到的HNIW的酸值测定,可采用80 mL丙酮作溶剂,以中性红-亚甲基兰作酸碱指示剂;对于乙酸乙酯-氯仿转晶得到的HNIW,可采用50 mL丙酮作溶剂,以树脂酚兰作酸碱指示剂。     

六硝基六氮杂异伍兹烷气相热解引发反应的理论研究

运用量子化学中非限制性Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ自洽场ＰＭ３（ＵＨＦ－ＳＣＦ－ＰＭ３）分子轨道（ＭＯ）方法计算研究了与六硝基六氮杂异伍兹烷（ＨＮＩＷ）的α、β、γ、ε和δ五种晶型相对应的化合物分子的气相热解引发反应,求得反应过渡态、活化能和位能曲线,揭示了反应中体系几何、能量和原子上电荷的递变规律。发现标题物与通常的非笼状硝胺类爆炸物遵循类似的热解引发反应相理。讨论了反应活化能和撞击感度的关系。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的热分解反应动力学研究

在真空条件下，用高灵敏度布氏压力计研究了六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW，CL－20）的热分解过程。在110－140℃范围内，分解深度为0．1％时，所需分解温度与时间的关系式为：1gτ＝24．3300＋9971．76／T。从关系式得到表观活化能和表观指前因子，据此推出在70℃时，CL－20的有效储存寿命为43．8年。     

含CL-20的NEPE固体推进剂能量特性及低特征信号的研究

在NEPE推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷（CL－20）,同时降低铝和高氯酸铵（AP）含量,以降低特征信号,大幅度提高推进剂的能量特性。对具体配方的能量水平进行了计算,研究AP、铝粉和催化剂含量对含CL－20的NEPE推进剂能量特性的影响。通过对比分析发现,随着AP、铝粉含量的降低和CL－20的增加,推进剂的比冲增加,体系的特征信号降低。     

拉曼光谱分析六硝基六氮杂异戊兹烷的晶型纯度

为了建立一种简单、高效、重复性好的测定ε?六硝基六氮杂异戊兹烷(CL?20)中γ晶型杂质含量的方法,确定了用拉曼光谱定量表征γ?CL?20/ε?CL?20混合样品的特征参数,然后以两种晶型的特征峰峰面积之比A_(232)/A_(528)对γ?CL?20含量作图,分别得到了2%～9%和10%～90%两组浓度范围内的标准曲线,并与采用峰面积法得到的定量结果作了比较。结果表明,当γ?CL?20的含量为2%～9%时,三组平行实验的A_(232)/A_(528)值的相对误差不大于2.2%,拟合方程为y=0.0062e~(0.2512x),相关系数为0.9806。当γ?CL?20的含量为10%～90%时,A_(232)/A_(528)的相对误差不超过2.9%,拟合方程为y=0.0822e~(0.0596x),相关系数为0.9816。A_(232)/A_(528)的数据再现性和拟合相关性远优于峰面积法。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的感度

测定了六硝基六氮杂异伍兹烷（ Ｈ Ｎ Ｉ Ｗ） 的撞击感度、摩擦感度、热感度及静电火花感度。 Ｈ Ｎ Ｉ Ｗ 的 Ｈ５０ （５ｋｇ落锤） 为２０ ～２７ｃｍ ; ε Ｈ Ｎ Ｉ Ｗ 的摩擦感度１００ ％ （ 摆角９０ ±１°, 表压３ ．９２ ±０ ．０７ Ｍ Ｐａ） 或９２ ％ （ 摆角８０ ±１°, 表压２ ．４５ ±０ ．０７ Ｍ Ｐａ） ,爆发点（５ｓ 延滞期）２８３ ．９ ℃,５０ ％ 发火电压 Ｖ５０ 为４ ．６１ｋ Ｖ,５０ ％ 发火能量 Ｅ５ ０ 为０ ．１０６ Ｊ。     

量气法研究CL-20热分解动力学

采用一种新型的热稳定性量气测试系统"拉瓦"装置,在接近真空的密闭条件下对CL-20的全分解过程进行恒温实时监测。实验结果表明,CL-20全分解放出的气体量为628.5 mL.g-1;在170~200℃范围内,分解深度为0%~50%范围内时,其反应机理函数符合成核和生长(n=1.5)的Avrami-Erofeyev方程;表观活化能和指前因子分别为Ea=174.1 kJ.mol-1,ln(A/s-1)=42.34。     

六硝基六氮杂异伍兹烷包覆钝感的探索

采用挤出造粒法、溶液悬浮法、水悬浮法三种不同的工艺,选用不同的包覆材料,如氟橡胶和丁腈橡胶,对ｇ-HNIW进行了包覆,并对包覆样品进行了扫描电镜分析和机械撞击感度测试,考察了其钝感效果及包覆工艺对样品机械撞击感度的影响。通过比较,溶液悬浮法、水悬浮法工艺制备的样品机械撞击感度要比挤出造粒法的低。在所选材料中,氟橡胶F-5作为粘结剂,采用水悬浮法工艺制备得到的以HNIW为基的混合炸药的机械撞击感度最低,特性落高值为42．5cm。     

CL-20制备及晶体研究进展

CL-20是迄今为止能量水平最高并可工程化生产的单质含能化合物,是第三代含能材料的典型代表,在新型武器装备的装药中具有极大的应用前景。CL-20的最优化合成生产以及CL-20基高能低感含能材料的制备是当前含能材料发展的重要方向。全文分析和总结了两次氢解路线制备CL-20过程各中间产物的相关研究发展状况,结合各反应中间体制造过程中所面临的问题给出了解决建议和展望分析。此外,讨论了CL-20结晶产物的研究进展,结构特征和主要性能。通过对CL-20的制备及晶体进行相关梳理,总结出低成本,高产率,高纯度,环境友好化是CL-20未来合成工艺的发展方向。