呋咱并［3,4-e］-1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(FTDO)分子结构及性质的理论研究

采用密度泛函方法在B3LYP/6-31+G(d,p)水平上对呋咱并[3,4-e]-1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(FTDO)的结构进行了优化,并分析了其红外振动吸收,计算得到FTDO密度为1.860 g.cm-3,氧平衡为-10.25%,生成焓为661.0 kJ.mol-1。以FTDO为单质炸药计算得到其爆容为718 L.kg-1,爆速达9493 m.s-1,爆压达40.76 GPa。与现有的高能量密度材料HMX比较,密度和爆容小于HMX,其余性能均优于HMX。     

2-（4-硝基苯基）吡咯烷[3’，4’：1，2][60]富勒烯的合成与工艺研究

以C60对-硝基苯甲醛和甘氨酸为原料合成得到2-（4-硝基苯基）吡咯烷[3’，4’：1，2][60]富勒烯1.通过正交试验对产物1的合成工艺条件进行研究，探讨了反应物计量比、温度、时间和溶剂体积等对产物1产率的影响，得到了合成产物1的最佳工艺条件：反应物计量比为1：2：4、温度为90℃、反应时间为48h、溶剂甲苯体积为80mL，此时产物1产率可达到79．6％（以消耗的C60计）。利用紫外可见光谱、红外光谱、质谱、核磁共振谱等检测手段对合成产物1结构进行了表征。     

从共振能的角度研究4种苦基三唑衍生物的撞击感度

共振结构在芳香族硝基化合物、杂环硝基化合物以及高氮化合物中普遍存在,准确计算这些化合物中的共振能,对预测含能材料的冲击波感度,合理设计与合成新型含能材料分子具有重要意义。采用密度泛函BLYP／DNP方法,结合等键反应方程计算了4种苦基三唑衍生物的共振能。计算结果表明,4种苦基三唑衍生物的共振能与其撞击感度（H50）有内在联系,共振能越大,撞击感度越低。     

1,1,3,3-四硝基环丁烷生成热和爆轰参数的计算

在密度泛函理论（DFT）B3LYP/6-31G水平下,选择环丁烷作为母体,结合等键反应,精确计算了1,1,3,3-四硝基环丁烷（TNCB）生成热与燃烧焓,并根据Kamlet假设对TNCB的爆轰参数进行了计算,计算结果表明TNCB的爆速、爆热、爆压均比较高,表明TNCB可能是一种优良的新型含能材料。     

聚乙烯醇缩对硝基苯甲醛的合成与热稳定性

以聚乙烯醇（PVA）和对硝基苯甲醛为原料,二甲基亚砜为溶剂,对甲基苯磺酸为催化剂,采用均相工艺合成得到聚乙烯醇缩对硝基苯甲醛（PVPNB）。通过衰减全反射-傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）、紫外可见光谱（UV-Vis）、核磁共振氢谱（¹H NMR）等测试手段对聚乙烯醇缩对硝基苯甲醛结构进行了表征。利用差示扫描量热仪（DSC）测定了聚乙烯醇缩对硝基苯甲醛的玻璃化温度（T_g）。采用差热分析（DTA）和热重分析（TGA）对聚乙烯醇缩对硝基苯甲醛热稳定性进行研究。DSC结果表明,聚乙烯醇缩对硝基苯甲醛的玻璃化温度为160 ℃。DTA和TGA结果表明,聚乙烯醇缩对硝基苯甲醛具有较好的热稳定性。     

2-(3-硝基苯基)吡咯烷[3',4':1,2][60]富勒烯的合成与理论分析

以C60、间-硝基苯甲醛和甘氨酸为原料反应合成得到2-(3-硝基苯基)吡咯烷[3',4':1,2][60]富勒烯(mNPF),通过正交实验对其合成工艺条件进行研究,得到最佳工艺条件:反应物的计量比为1:4:6,温度为100℃,反应时间为24h,溶剂甲苯体积为80mL,mNPF的产率可达82.1%(以消耗的C60计).用紫外光谱、红外光谱、质谱和核磁共振谱等对最终产物进行了表征,采用半经验计算方法PM3对反应的可行性进行了理论研究.用差热分析仪测试了mNPF的热稳定性,结果表明,产物具有良好的热稳定性.     

石英晶体微天平电极表面的原位物理化学研究

使用QCM原位研究己二硫醇在金表面上的吸附／解吸附液相动力学，从起始阶段到达到吸附平衡，通过线性拟合，发现吸附过程符合Langmuir吸附模型；确定己二硫醇在不同溶剂中，在Au表面吸附／解吸附的速率常数、表观平衡常数、自由能，以及通过在不同温度下的实验结果推导出反应的表观活化能，为QCM电极表面自组装提供基本的理论参数。     

高能单质炸药的稳定化设计方法

为了丰富学术交流形式,及时传递含能材料领域同行们的学术观点和思想,《含能材料》从本期起开办了"观点"栏目。我们期望通过传递同行们的思想和看法来引发思考、启迪智慧,促进学术和技术创新,推动学科的发展。本期我们刊载了黄明研究员和谭碧生研究员合写的《高能单质炸药的稳定化设计方法》。我们热切期望含能材料领域的专家学者们在本刊就各自擅长的专业和方向发表观点。     

含能聚合物的热导率的预测

为了更好地理解炸药的非冲击起爆和非理想爆轰,采用在共轭聚合物骨架上引入含能基团—NO_2、—N_3和—ONO_2的方法设计了几种新的含能共轭聚合物。通过比较Bicerano热导率计算模型和Askadskii热导率基团贡献法,选择了相对偏差较小的Askadskii热导率基团贡献法对新设计的含能共轭聚合物的热导率进行了计算。结果表明,新设计的共轭含能聚合物具有比非共轭含能聚合物具有更高的热导率,有的可以达到1.0 W·m K~(-1)以上。含能共轭聚合物热导率高于非共轭聚合物的原因可能是在双键和单键交替连接产生的共轭体系中,会产生晶格振动导热和电子导热的耦合,使得整个含能共轭聚合物的传导热能力增强;通过对比新设计的含能共轭聚合物的热导率发现,当含能共轭聚合物单体所占体积更大时,含能共轭聚合物具有更高的热导率。     

一种新的炸药感度判据:键!非键耦合分子刚柔度

评述了4种炸药感度判据,包括最易跃迁法(最小能隙)、最小键级、最弱键离解能、X—NO2(XC,N or O)中硝基的Mulliken电荷。首次提出了基于炸药分子整体稳定性的名为"键非键耦合分子刚柔度"的新的感度判据。比较了11种典型炸药[1,3,5-三硝基苯(TNB)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)、1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷(RDX)、1,3,5-三硝基-2-氧-1,3,5-三氮杂环己烷(K6)、2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(CL-20)、2-苦基-1,2,3-三唑(P CTA)、4-硝基-2-苦基-1,2,3-三唑(NPCTA)、2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(LLM-105)、4,6-二硝基苯并氧化呋咱(DNBF)、5,7-二氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱(DADNBF)]的撞击感度与判据之间的相关性。结果表明,在这5种感度判据中,"键!非键耦合分子刚柔度"评价方法的相关性最高。判据组合能提高预测感度的能力。张力能是炸药分子中键!非键耦合能的一种形式,它不仅能够用于衡量炸药的感度,尤其是不含硝基炸药的感度,同时还能用来量度炸药的储能水平,这对新型炸药的设计和评价具有重要意义。