2,4-DNI的研究进展

综述了高能不敏感单质炸药——2，4-二硝基咪唑的两种合成方法：2-硝基咪唑硝化法、1，4-二硝基咪唑（1，4-DNI）的热重排法；详细介绍了其热分解性能、晶体结构特征、爆炸性能、摩擦感度、撞击感度等方面的性能；简述了其在合成和含能材料方面的应用前景。     

1-苦基-2,4-二硝基咪唑的合成及表征

以4-硝基咪唑为原料,通过硝化、重排、苦基化制备了1-苦基-2,4-二硝基咪唑,解决了2,4-二硝基咪唑显酸性的问题,并以元素分析、红外光谱、核磁共振光谱、质谱对其结构进行表征.研究了反应介质、促进剂 NaF对目标产物得率的影响,结果表明,促进剂NaF能将目标产物的得率提高,尤其在DMF反应体系中,效果更明显.     

1-甲基-4,5-二硝基咪唑的合成及表征

咪唑为原料，两步硝化得4，5-二硝基咪唑，再在DMF中与硫酸二甲酯反应得目标化合物1．甲基-4，5．二硝基咪唑，采用红外光谱、元素分析、质谱和核磁共振氢谱对其进行了表征。优化了合成工艺，讨论了4，5-二硝基咪唑的硝化机理。实验测得目标产物的总得率为62％，熔点为77℃，最佳反应条件为：温度45～50℃，时间4h，4，5-二硝基咪唑和硫酸二甲酯的摩尔比1：6。在25℃，pH值由4，5-二硝基咪唑（0．63mol·L^-1的丙酮溶液）的3．74升到1．甲基-4，5．二硝基咪唑（0．63mol·L^-1的丙酮溶液）的6．77，酸性显著降低。     

一锅法合成2,4,5-三硝基咪唑（英）

以4-硝基咪唑为原料,用HNO3/KI/AcO H作为硝化体系,通过一锅法制备了2,4,5-三硝基咪唑,用1H N M R,IR,M S以及元素分析对其结构进行了表征。优化了反应路线,结果表明,在反应时间4 h,反应温度为120℃,n(4-硝基咪唑)∶n(65%HN O3)∶n(AcO H)=1∶30∶30条件下,目标化合物产率高达80.6%。     

一锅法合成2,4,5-三硝基咪唑(英文)

以4-硝基咪唑为原料,用HNO3/KI/AcO H作为硝化体系,通过一锅法制备了2,4,5-三硝基咪唑,用1H N M R,IR,M S以及元素分析对其结构进行了表征。优化了反应路线,结果表明,在反应时间4 h,反应温度为120℃,n(4-硝基咪唑)∶n(65%HN O3)∶n(AcO H)=1∶30∶30条件下,目标化合物产率高达80.6%。     

4,5-二硝基咪唑的制备

以咪唑为原料,混酸为硝化剂,通氮气条件下,采用正加法、二次加料的方式:先滴加混酸(发烟硫酸20%和硝酸98%),硝化硫酸咪唑盐;再在反应液中滴加硝酸98%反应,合成出4,5-二硝基咪唑。对第二次反应所用的硝酸(98%)量、反应温度和反应时间进行了试验,得到了较佳的实验条件:第二次硝酸滴加量为1.6 mol(咪唑为1 mol),反应温度为90~95℃,反应时间为5~5.5 h。     

2-氨基-4-硝基咪唑及其衍生物的合成及热分解研究

以4-硝基咪唑为原料,经硝化,重排,还原,得到2-氨基-4-硝基咪唑,并与3-氯-2,4,6-三硝基苯胺进行缩合合成出2-(3-氨基-2,4,6-三硝基)苯胺基-4-硝基咪唑,收率15%,采用核磁共振、质谱、红外进行了结构表征。探讨了还原的选择性和缩合的机理,结果表明,2,4-二硝基咪唑的2位硝基优先被还原。利用DSC研究了2-氨基-4-硝基咪唑和2-(3-氨基-2,4,6-三硝基)苯胺基-4-硝基咪唑的热分解,分解温度分别为236.32℃和244.86℃。     

相转移催化法合成4-溴-4,4-二硝基丁酸甲酯

以溴代二硝基甲烷钾盐和丙烯酸甲酯为原料,在相转移催化剂的作用下,通过Michael加成反应合成得到4-溴-4,4-二硝基丁酸甲酯。采用紫外光谱、红外光谱、核磁共振光谱、质谱以及元素分析等检测方法对目标化合物结构进行了表征。探讨了4-溴-4,4-二硝基丁酸甲酯的反应机理,并考察了反应温度、反应时间以及催化剂用量等对产物产率的影响规律。确定适宜的工艺条件为:反应物丙烯酸甲酯与溴代二硝基甲烷盐的投料摩尔比为2∶1,四丁基溴化铵的用量为溴代二硝基甲烷钾盐质量的12%,反应温度为40℃,反应时间为30 min,产物收率可达到54%。     

［MIMPS］［HSO4］催化N2O5硝化2,6-二乙酰氨基吡嗪-1-氧化物

制备了1-磺酸丙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐[MIMPS][HSO4]离子液体,以[MIMPS][HSO4]作为催化剂,应用于N2O5/有机溶剂硝化2,6-二乙酰氨基吡嗪-1-氧化物合成2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105).通过1 H NMR,IR和MS对LLM-105及其中间体的结构进行了表征.研究了在[MIMPS][HSO4]催化条件下,反应溶剂、催化剂用量、反应温度和反应时间对LLM-105收率的影响,结果表明最佳反应条件为:采用CH3NO2为反应溶剂,反应温度为55 ℃,反应时间为6h,LLM-105的收率为72.2％.研究了[MIMPS][HSO4]的循环使用性能.结果表明,平行实验5次,平均收率71.7％,具有较好的可再生利用性.     

微波辅助合成2,4-二硝基咪唑

由1,4-二硝基咪唑(1,4-DNI)重排为2,4-二硝基咪唑(2,4-DNI),以微波加热代替常规加热,可在一定程度提高得率,并可将重排时间由4～50h缩短为10min。研究了加热用微波功率、加热时间、溶剂及1,4-DNI浓度对2,4-DNI得率的影响。重排适宜的反应条件是:微波功率375W,加热时间10min,氯苯为溶剂,1,4-DNI的浓度为10%,这时所得2,4-DNI的得率可达95%,熔点265～268℃(分解)。     

2，4-MDNI/DNTF二元低共熔物的制备与性能

为了改善熔铸炸药载体3,4?二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)感度高、熔点高的问题,使用高能钝感炸药1?甲基?2,4?二硝基咪唑(2,4?MDNI)制备了2,4?MDNI/DNTF低共熔物体系。通过差示扫描量热法(DSC)研究了不同比例2,4?MDNI/DNTF的熔融及液化过程,建立了T?x相图;研究了不同升温速率下2,4?MDNI、DNTF及2,4?MDNI/DNTF低共熔物的熔融和分解过程,分别使用Flynn?wall?ozawa方法、Doyle方法和Kissinger方法计算了2,4?MDNI、DNTF及其低共熔物的热反应动力学参数;对三种物质进行了XRD和SEM分析;通过感度测试研究了2,4?MDNI对DNTF的降感作用;使用EXPLO?5软件,计算了2,4?MDNI/DNTF低共熔物的爆轰性能。结果表明:2,4?MDNI/DNTF最低共熔物的物质的量组成为51:49,平均熔点为92.7℃;随着升温速率的升高,熔融及分解反应都将延迟,低共熔物热分解反应的活化能E_a、指前因子A分别为146.0 kJ·mol^-1和4.09×10¹³;XRD测试中,2,4?MDNI/PETN低共熔物在2θ=18.60°处产生新的衍射峰;且其凝固表面微观形貌比DNTF明显改善。2,4?MDNI的撞击和摩擦感度均为0%,低共熔物的撞击和摩擦感度分别为64%和52%;2,4?MDNI/DNTF低共熔物的理论密度1.844 g·cm^-3,计算爆速为8705 m·s^-1。2,4?MDNI与DNTF制备成低共熔物后熔点理想,热稳定性良好,同时可以显著降低DNTF的感度而又保持其较高能量水平。     

磷酸盐非线性光学晶体结构建模与光学性质研究

采用Materials Studio软件对磷酸硼(BPO4)和磷酸铝(AlPO4)两种非线性光学晶体建立晶体结构模型,基于密度泛函理论(DFT)量子力学第一性原理方法,利用CASTEP程序模块对两种磷酸盐能带结构、态密度和电子密度差异以及光学性质进行研究。结果表明:AlPO4晶体具有较大倍频系数,优于BPO4晶体;电子密度的差异对两种晶体的物理性质有决定性的影响;在不同频率变化范围,两种晶体光学性质均呈现非线性效应,具有宽的透光范围,对进一步应用其非线性光学性质提供一定的参考。     

多孔硅/高氯酸钠复合材料合成与爆炸特性研究

采用电化学阳极氧化法制备多孔硅,考察不同阳极氧化条件下多孔硅孔隙率及膜厚变化规律,分析阳极氧化条件、高氯酸钠溶液浓度及多孔硅贮存方法等对多孔硅/高氯酸钠复合材料爆炸特性的影响。结果表明,多孔硅孔隙率随阳极氧化电流密度增加而增大,当电流密度达到50mA.cm-2时趋于稳定,当氢氟酸浓度增加时多孔硅孔隙率反而减小,而阳极氧化时间延长时多孔硅孔隙率呈先增加后减小现象,且氧化时间为30min时孔隙率最大;多孔硅膜厚随时间增加而增大,其生长速度为2μm.min-1左右;当新鲜多孔硅形成后,其表面出现微裂缝,内部含大量长度为40μm,宽度为2～3μm硅柱;当新鲜或乙醇贮存7天内的多孔硅浸入浓度不小于0.1g.mL-1NaClO4甲醇溶液后,形成的多孔硅/高氯酸钠复合材料能够发生爆炸。     

ZTC4变形速率和变形温度的研究

对铸造Ti-6Al-4V的原始组织进行了分析,得出原始组织形态的影响规律;相同的试样在相同的变形度、不同变形速率和不同变形温度的进行等温压缩变形,研究了其变性形后的内部组织并得出规律.     

新型含能化合物3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯的合成与表征

以4-氯吡唑(4-CP)为原料,经过硝硫混酸硝化制得4-氯-3,5-二硝基吡唑(4-CDNP),再以硝酸银为亲核试剂进行亲核取代反应得到一种新型的含能化合物3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯(DNPN),并采用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征,计算了其爆轰性能,考察了硝硫混酸组成、硝化温度对硝化反应的影响,得到较佳的合成条件:硝硫混酸组成为V(98%硝酸):V(98%硫酸)=1∶4,反应温度为100℃,反应时间为5 h,产率为65.1%。4-CDNP与硝酸银的反应很快,在40℃下反应1h产率就可达到35.6%。DNPN的爆速为8.78 km·s~(-1),爆压35.12 GPa,优于TNT。     

不同晶型的纳米TiO2粉体的低温制备及光催化性能研究

采用TiCl4水解法制备了锐钛矿和金红石型的纳米TiO2,用XRD和TEM对粉体的晶体结构和表面形貌进行了表征。在400～1 000℃之间对锐钛矿型TiO2进行煅烧,分析了不同温度处理后样品的晶体结构和光催化活性的变化。结果表明:以TiCl4为前驱体,在90℃时水解制得的锐钛矿型纳米TiO2在600～～800℃之间开始向金红石型转变,在800℃时全部转变为金红石型纳米TiO2;600℃煅烧处理后的纳米TiO2具有最好的光催化活性,光照3 h后对甲基橙的降解率可以达到86.96%。     

钛合金TC4的研究开发与应用

综述了国内外主要的TC4(Ti6Al4V)材料的基本特性、力学性能和应用领域,介绍了目前TC4的研究现状与进展, 各种工艺对TC4产品力学性能的影响,以及TC4的超塑成形、近β锻造和计算机模拟等。通过塑性变形和热处理工艺的 结合,可获得具有较高强度和优良延展性的TC4材料,并将成为21世纪最重要的民用材料之一。     

现代战争条件下空防对抗的Lanchester方程描述

通过对多元Lanchester方程作战理论和C4ISRK系统的研究，提出了将C4ISRK系统能力指数作为损耗系数建立空防对抗模型的方法．应用所建立的模型对空防对抗条件下的系数效能进行研究，可以对战役优势评估、进程预测、配置优化等活动提供决策支持．     

MPEG-4视频压缩编码算法研究

基于MPEG-4协议框架,对MPEG-4视频压缩编码算法进行了研究,尤其是I-VOP、 P-VOP、B-VOP编码算法,并提出了一种基于MPEG-4协议框架的较为简单的实现方法,并进行了实验验证。实验结果表明MPEG-4较MPEG-2具有压缩比高、同压缩比下图像质量更高等优点,更加适用于信号的低码率网络传输。     

日本03式中程地空导弹——SAM-4

SAM-4是日本纯国产的中程地空导弹,主要用来替换服役多年的美国霍克防空导弹.介绍了该导弹的研制背景、 技术性能特点及装备部署和改进情况,特别对该导弹的性能作了具体的比较分析.