磷腈类含能化合物的合成及应用研究进展

分类综述了环磷腈含能化合物和聚磷腈含能粘合剂的合成及应用研究进展。目前,国内外关于环磷腈类含能化合物的研究不多,其中以螺环、叠氮以及螺环-叠氮复合类环磷腈为代表的含能化合物因其优越的性能和特点,成为绿色起爆药研究领域的重要方向。聚磷腈含能粘合剂主要包括叠氮粘合剂和硝酸酯粘合剂两大类,其具有比传统含能粘合剂更高的能量密度和分解焓,低温性能优良,对开发环境友好型含能粘合剂具有重要意义。     

PBT与含能增塑剂相互作用的分子动力学模拟

为了筛选与3,3-二叠氮甲基氧丁环与四氢呋喃共聚物(PBT)粘合剂相容且与PBT混合物有低玻璃化转变温度的含能增塑剂,用分子动力学(MD)方法,模拟研究了PBT粘合剂与三缩三乙二醇二硝酸(TEGDN)、1,3-二叠氮基-2-乙基-2-硝基丙烷(DAENP)、丁基硝氧乙基硝胺(Bu-NENA)、1-烯丙基-3(5),4-二硝基吡唑(ADNP)、双2,2-二硝基丙醇缩甲醛/双2,2-二硝基丙醇缩乙醛混合物(BDNPF/A,或A3,两者质量比为1∶1)5种含能增塑剂之间的相容性、PBT/增塑剂共混物的玻璃化转变温度。分析了PBT粘合剂与含能增塑剂相互作用的原因。结果表明,含能增塑剂优劣次序为Bu-NENADAENPA3TEGDNADNP,TEGDN、ADNP与PBT不相容;PBT/含能增塑剂的玻璃化转变温度顺序为PBT/Bu-NENAPBT/TEGDNPBT/DAENPPBT/ADNPPBT/A3。与现用的PBT增塑剂A3相比,Bu-NENA、DAENP与PBT相容性更好,且PBT/Bu-NENA和PBT/DAENP混合体系的玻璃化转变温度更低。     

PBAMO/GAP基ABA型ETPE的偶联法合成研究

1引言新型战术武器的发展对含能材料提出了高能、钝感和低特征信号的要求。为了适应这种要求,在研的军用粘合剂大都显示出了从惰性粘合剂到含能热固性粘合剂再到含能热塑性弹性体(ETPE)的研究趋势。ETPE是指侧基上含有—N3,—ONO2,—NO2等能量基团的热塑性弹性体,以ETPE为基的含能材料     

杂质对混合硝酸酯及其含能粘合剂安定性的影响

以混合硝酸酯和含70%混合硝酸酯的高能粘合剂作为原料,通过添加不同的杂质,研究了杂质及其含量对硝酸酯安定性的影响.结果表明,随着Fe3 、Cl-、NO3-杂质离子浓度的增加,混合硝酸酯的安定性均降低,NO3-离子对混合硝酸酯安定性的影响最大;Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3、BaCl2对含70%混合硝酸酯高能粘合剂安定性的影响依次减弱,且浓度越大,对安定性影响越大.在三种贮存温度下,随着pH值增大,高能粘合剂的安全贮存时间呈现先增大后减小的趋势,含70%混合硝酸酯高能粘合剂pH＝7.08时,安定性最好,安全贮存时间最长;随着高能粘合剂中含水量的增加,高能粘合剂的安全贮存时间也相应降低.     

消除硝胺发射药、LOVA发射药的燃速—压力曲线转折的技术途径

文章从四个方面(1.采用微细化硝胺;2.添加弹道改良剂;3.使用含能粘合剂和含能增塑剂;4.使硝胺分子与粘合剂分子形成氢键键合)论述了消除或平滑含硝胺的发射药燃烧u-p曲线转折和降低压力指数(n)的作用。     

含能热塑性弹性体粘合剂及其推进剂的应用研究

综述了含能热塑性弹性体粘合剂及其推进剂研究的新进展。阐述了含能热塑性弹性体粘合剂的优点、合成方法和研究概况。重点介绍了国外对铝化的ＢＡＭ／ＡＭＭＯ含能热塑性弹性推进剂的演示验证。     

三官能度NIMMO-THF共聚醚含能粘合剂的合成与固化

以三羟甲基丙烷(TMP)为引发剂,三氟化硼·乙醚络合物为催化剂,使四氢呋喃(THF)和3?硝酸酯甲基?3?甲基氧杂环丁烷(NIMMO)开环聚合,得到了三官能度的3?硝酸酯甲基?3?甲基氧杂环丁烷与四氢呋喃的无规共聚醚(三官能度NIMMO?THF共聚醚)含能粘合剂。采用红外光谱、核磁共振和差示扫描量热(DSC)对产物进行了表征。以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为固化剂固化合成的三官能度NIMMO?THF共聚醚含能粘合剂,按照六亚甲基二异氰酸酯的异氰酸根与三官能度NIMMO?THF共聚醚含能粘合剂羟基的物质的量之比(R值)分别为0.8、0.9、1.0、1.1和1.2制备出了弹性体,研究了弹性体的力学性能和热性能。结果表明,10℃·min-1时,三官能度NIMMO?THF共聚醚含能粘合剂DSC的分解峰温在216℃;当R值为1.1时,弹性体拉伸强度最高,为1.32 MPa,10℃·min-1时,弹性体DSC的分解峰温为203℃。     

硝酸铵基推进剂的能量计算与分析

采用最小自由能法计算了含有氧化剂HNIW、AP和HMX及粘合剂BAMO、GAP、PET和HTPB等成分的硝酸铵（AN）基推进剂的能量特性参数，分析了上述成分对AN推进剂能量的影响。结果表明，高能化合物HNIW并不是在任何含量的粘合剂条件下提高AN基推进剂能量的幅度均高于其它氧化剂。当粘合剂含量为15％，HNIW提高推进剂能量的幅度大于HMX小于AP；粘合剂含量为5％时，HNIW提高推进剂能量幅度高于其它两种氧化剂。在低含量（〈12％）的粘合剂体系中，使用惰性粘合剂有利于提高推进剂的能量；在粘合剂含量较高（〉13％）的体系中，含能粘合剂提高能量的幅度优于惰性粘合剂，且GAP优于BAMO，每种粘合剂都有一最佳用量。     

低特征信号推进剂研究进展

从高能氧化剂、含能粘合剂、含能催化剂等主要方面综述了国内外低特征信号推进剂研究的最新进展，主要介绍了CL—20、ADN及GAP型低特征信号推进剂的研究和应用，并描述了高氮化合物在低特征信号推进剂方面的应用。     

不敏感四唑非金属含能离子化合物的研究进展

四唑非金属含能离子化合物是近年来逐渐发展起来的一类新型不敏感含能材料。综述了以氨基四唑、硝基四唑、硝氨基四唑、偶氮四唑和呋咱取代四唑为阴离子的不敏感非金属含能离子化合物的研究进展,结果表明,5位连有硝基和硝氨基等传统含能基团的四唑离子化合物的感度普遍较高,而以氨基四唑、偶氮四唑和4-氨基-3-(四唑基)呋咱为阴离子的含能化合物有望在不敏感含能材料领域得到广泛应用,并进而提出了不敏感四唑非金属含能离子化合物研究的发展方向。     

NIMMO及其聚合物的合成、性能及应用研究进展

综述了3-硝酸酯甲基-3-甲基氧丁环(NIMMO)及其聚合物PNIMMO的合成、性能及应用研究进展.PNIMMO聚合物具有较高的能量水平、较好的热稳定性和优良的感度特性,是近年来发展起来的合成技术相对成熟的新型含能粘合剂之一,将其用于高能高聚物粘结炸药(PBX)、高能低易损(LOVA)发射药、高能固体推进剂中具有明显发...     

3,3-双(二氟氨甲基)氧杂环丁烷的表征及性能

3,3-双(二氟氨甲基)氧杂环丁烷(BDFAO)是一种新型的二氟氨基含能化合物。以3,3-二氯甲基氧杂环丁烷(BCMO)为起始原料,通过胺化、酯化、氟化反应合成出BDFAO,总收率约43%。利用红外光谱、核磁共振、元素分析对合成产物进行了表征,确定其为目标产物。气相色谱分析BDFAO的纯度大于97%。利用TG-DTA对合成的BDFAO的热性能进行了分析,结果表明BD FAO熔点为43.5℃,在15～200℃范围内BDFAO未发生分解,其热稳定性较好。采用GJB772 A-1997中规定的方法对BDFAO的撞击、摩擦感度进行了测试,BD FAO的撞击感度H50为28.5 cm(5 kg落锤),摩擦感度为100%(摆角90°,压力3.92 MPa),表明BDFAO是一种对撞击较为钝感、但对摩擦敏感的含能材料。     

均聚类含能黏结剂的研究进展

以环氧丙烷和氧杂环丁烷的衍生物为母体,通过引入不同的含能基团而获得的一类新型含能黏结剂,在推进剂、火炸药和烟火剂中具有良好的应用前景,是近年来高能固体推进剂的研究热点之一。本研究从结构与性能关系的角度综述了不同含能基团对其均聚物的密度、生成热、熔点以及力学等性能的影响。通过对比分析发现,此类含能黏结剂在PBX炸药中同样具有良好的应用前景。     

ETPE黏结剂对RDX-Al体系的包覆研究

为了研究以3,3-双叠氮甲基氧杂环丁烷(BAMO)与3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷(AMMO)为基合成的含能热塑性弹性体(ETPE,数均分子量在20000左右)作黏结剂对黑索今(RDX)-铝粉(Al)体系炸药造型粉感度的影响,对ETPE,RDX和Al粉三者的接触角进行了测定,由接触角结果计算出ETPE与RDX和Al粉...     

泡沫发射药能量特性计算与分析

采用基团加和法估算了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、聚硝酸酯缩水甘油醚(PGN)、聚2,2-双叠氮甲基氧杂环丁烷(PBAMO)、聚2-甲基-2-硝酸酯基氧杂环丁烷(PNIMMO)为聚醚多元醇,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为多异氰酸酯的泡沫发射药含能聚氨酯粘结剂的生成焓。采用内能法计算了以黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)、1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)为高能添加剂的泡沫发射药配方的能量特性参数,并绘制火药力为1250,1300,1350 kJ·kg~(-1)的(MDI/GAP1000)/RDX/HNIW、(MDI/GAP1000)/RDX/TNAZ和(MDI/GAP1000)/RDX/DNTF发射药配方的等火药力三角图。结果表明,通过含能聚氨酯粘结剂的结构单元可以估算粘结剂的生成焓。以含能聚氨酯粘结剂和固体添加剂为基本配方的发射药具有较高的火药力,在固含量为50%~70%范围内可以实现火药力≥1300 kJ·kg~(-1)。以HNIW与TNAZ部分替代RDX的发射药配方的等火药力线近似为直线,而添加DNTF的发射药等火药力线存在转折点。RDX含量不高于20%、TNAZ含量不低于52%的(MDI/GAP1000)/RDX/TNAZ发射药能量计算结果满足国际上提出的先进坦克炮用发射药火药力大于1300 kJ·kg~(-1),爆温低于3300 K的指标要求。     

不同粘结体系对PBX炸药能量输出特性的影响

粘结剂作为PBX炸药中重要的添加剂,对炸药的力学性能、能量特性等都有很大的影响.为研究不同粘结体系对PBX炸药水下爆炸能量特性的影响,首先对不同粘结体系炸药配方进行优化设计,然后进行不同粘结体系PBX炸药的水下爆炸试验.试验结果表明:与HTPB惰性粘结体系炸药相比,含能粘结体系应用于PBX炸药后,比冲击波能提高了12%~23%;但是由于含能粘结体系力学和工艺性能的限制,使得炸药固含量降低,降低了炸药的气泡能.总的来看,TEGDN、GAP、HTPB粘结体系的PBX炸药总能量分别达到了2.01、1.99、2.15倍TNT当量.     

基团加和法估算含能热塑性聚氨酯弹性体的生成焓

采用基团加和法估算了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、聚硝酸酯缩水甘油醚(PGN)、聚2,2-双叠氮甲基氧杂环丁烷(PBAMO)、聚2-甲基-2-硝酸酯基氧杂环丁烷(PNIMMO)、2,2-双叠氮甲基氧杂环丁烷(BAMO)2-叠氮甲基2-甲基氧杂环丁烷(AMMO)共聚物(PBAMO/AMMO)等为软段,以二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯等为硬段,1,4-丁二醇为扩链剂的含能热塑性聚氨酯弹性体(ETPE)的生成焓.结果表明,随着硬段含量的增加,ETPE的生成焓降低,当硬段为MDI时,所制备的ETPE的生成焓高于其他硬段聚合物,叠氮化合物为软段的ETPE生成焓高于硝酸酯类化合物的.故通过对ETPE的能量预估和结构推断可以为设计具有高能量水平的ETPE提供依据.     

胍基含能离子化合物的研究进展

总结了具有生成焓高、热稳定性好、对环境友好等特点的胍基含能离子化合物合成方法,分析了阴阳离子、取代基团和分子间作用力对其熔点、密度和能量性能的影响,详述了胍基含能离子化合物在气体发生剂、推进剂和炸药方面的应用进展。     

3,3-二硝基氮杂环丁烷及其复盐的合成

采用１－叔丁基－３，３－二硝基氮杂环丁烷为原料，通过苄氧羰基置换叔丁基，通氯化氢脱去苄氧羰基，合成了３，３－二硝基氮杂环丁烷。将ＤＮＡＺ与ＮＴＯ，硝酸，高氯酸和硝仿反应合成了四种复盐，其中ＤＮＡＸ．ＨＣｌＯ４与ＤＮＡＺ．ＨＣｌ（ＮＯ２）３未见文献报道，经元素分析，红外，核磁共振光谱鉴定了化合物结构。