1,4-二硝基呋咱并[3,4-b]哌嗪(DNFP)的合成

设计合成了高能量密度材料1，4-二硝基呋咱并[3，4-b]哌嗪（DNFP）。即以N，N＇-二叔丁基乙二胺为起始原料，低温条件下与二氯乙二肟缩合环化生成1，4-二叔丁基哌嗪-2，3-二酮肟（PDO—tB），而后在氢氧化钠的乙二醇溶液中高温反应脱水环化得1，4-二叔丁基呋咱并[3，4-b]哌嗪，经98％硝酸和硫酸的混酸体系硝解合成出DNFP，总收率32．6％，采用红外光谱、核磁共振谱、元素分析对DNFP和中间体结构进行了表征；改进了PDO—tB的合成工艺条件，加料方式由一次性加入改为缓慢滴加，并确定了适宜的冷浴温度为-18℃；研究了不同硝解体系对反应的影响，确定了适宜的硝解体系为硝硫混酸，硝解收率为61．7％。     

新型呋咱(氧化呋咱)类炸药爆轰参数的理论计算

以3,4-二(氨基呋咱基)氧化呋咱(BAFF)为结构单元设计了一类新型呋咱(氧化呋咱)类炸药分子.运用预测炸药分解产物的BW法则、计算爆速的Rothsteine方法和计算C-J压力的库珀方法等对该类炸药的爆炸参数进行了理论计算,并与HMX等炸药的爆炸参数进行了比较.结果表明,该类炸药的密度大,爆速和爆压介于TATB和HMX之间,是一类新型高能量密度材料化合物.由于该类炸药分子中含呋咱环具有芳香性,预测其分子的稳定性良好.     

3,3′-二氨基-4,4′-偶氮呋咱及其氧化偶氮呋咱的性能研究

采用DSC(升温速率分别为2.5,5,10,20℃.m in-1)、TG、VST和热爆炸等方法研究了3,3′-二氨基-4,4′-偶氮呋咱(DAAzF)F和3,3′-二氨基-4,4′-氧化偶氮呋咱(DAAF)的热性能,应用k issenger法和Ozawa法两种方法计算得到DAAzF和DAAF的平均活化能分别为333.3,219.3 kJ.mol-1,指前因子(lnA)为67.535,49.230 s-1;DAAzF的热性能参数:VST为0.26 mL.g-1/100℃/48 h,0.73 mL.g-1/120℃/48 h,失重百分比:0.08%/100℃/48 h,0.26%/120℃/48 h,5 s爆发点为375℃,临界温度为279.5℃,DAAF的热性能参数:VST为1.95 mL.g-1/100℃/48 h,失重百分比:0.47%/100℃/48 h,3.26%/120℃/48 h,5 s爆发点为220℃,临界温度为222.5℃。结果表明,DAAzF具有良好的热安定性,而DAAF的热安定性稍差于DAAzF。感度测试表明DAAzF和DAAF对撞击钝感,对摩擦和静电火花不敏感。     

5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑胍盐的合成及性能研究

以丙二腈为原料,高收率合成了5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑(1)的胍盐(2)、二氨基胍(3)以及联胍盐(4).采用红外光谱、核磁共振、元素分析、热分析等对其结构进行了表征;培养了2和3的单晶,并采用X射线单晶衍射测试了其晶体结构;通过落锤法和摩擦感度仪测试了3种胍盐的撞击感度和摩擦感度;采用DSC研究了3种胍盐的热分解过程.结果表明,3种胍盐的撞击感度均大于24J,摩擦感度均大于360N,分解点介于266~277℃,显示出良好的热稳定性.     

唑、嗪和呋咱类富氮化合物热行为研究进展

综述了近年来国内外关于唑、嗪和呋咱类富氮化合物热行为的研究进展,分析总结了热行为研究的方法,得出了化合物结构和取代基团对化合物热稳定性的影响规律。研究表明,富氮化合物热稳定顺序为:呋咱类嗪类唑类;三唑四唑五唑;三嗪四嗪,这是由于含碳量、骨架张力和共平面等因素引起的。引入硝基、偶氮键、氰基和叠氮基等含氮基团会降低热稳定性,这是由于取代基团的吸电子效应引起的。富氮环之间的共轭效应可以有效增强分子化合物的热稳定性。指出将热分析与理论计算及气相色谱结合来推断反应机理是未来相关研究的一个方向。     

1,4,5,8-四氮杂氢化萘（2,3,-6,7）并双呋咱衍生物的合成

由1，4，5，8—四氮杂氢化萘(2，3，-6，7)并双呋咱经羟甲基化、酰化、硝化和叠氮化等反应合成出一系列热稳定的呋咱含能衍生物，并以^1HNMR、IR、MS、元素分析鉴定了其结构。     

绿色起爆药的研究进展

斯蒂芬酸铅和叠氮化铅等传统起爆药含有重金属,对环境污染大,其应用受到了很大的限制。绿色起爆药是一类不含铅、汞等重金属,具有一定安定性且爆轰性能优异的起爆药品种,是当前火工药剂研究领域里的热门课题之一。从绿色起爆药的合成、性能及应用等角度对其近年来的研究进展进行了综述,梳理了绿色起爆药研究的发展方向和趋势,指出今后研究的几点重要方向:努力探索、寻找新的合成线路,并优化其工艺条件,实现绿色起爆药安全化、规模化、稳定化制备;进一步建立、健全绿色起爆药理论设计、性能评估、演示验证等方面的规范和标准;继续开发新型绿色高能起爆药的设计、合成与应用基础研究,进一步改善起爆药的综合性能;设计和选择合适的配体与金属离子以及控制反应条件等因素,对系统研究高氮杂环配位化合物类绿色起爆药的结构与性能具有重要的意义。     

呋咱及其自由基结构和性质的理论研究

采用DMol3程序对呋咱及其双自由基、单自由基的结构和性质(优化几何、振动分析、热力学、反应活性及稳定性)进行了理论研究。结果表明:呋咱环的共轭性较弱,其强弱及分子的热稳定性次序为呋咱>单自由基>双自由基,且N—O键可能是环稳定的"薄弱环节"。呋咱环能够从与之相连的氢原子上转移电子,环获得一定量的电子后,稳定度增加。双自由基对亲核、亲电及自由基反应均有一定的活性,单自由基次之,而呋咱最稳定;所有分子上的N原子可能对反应有一定活性。     

Synthesis and Characteristics of Bis(nitrofurazano)furazan (BNFF), an Insensitive Material with High Energy‐Density

The insensitive compound bis(nitrofurazano)furazan (BNFF) with high energy‐density was synthesized by three‐step reactions and fully characterized. The key reduction reaction was discussed. BNFF has a high crystal density (1.839 g cm⁻³) and a low melting point (82.6 °C). BNFF is insensitive to impact and friction and has similar detonation velocity (8680 m s⁻¹) and detonation pressure (36.1 GPa) compared to RDX.     

含3,3′-二硝基-4,4′-氧化偶氮呋咱推进剂的能量特性研究

利用GJB/Z84-96方法在标准条件(pc/po=70：1)下,计算了新型高能氧化剂3,3′-二硝基-4,4′-氧化偶氮呋咱(DNOAF)的三类推进剂的能量特性.计算发现用DNOAF取代丁羟复合固体推进剂中的高氯酸铵(AP),比冲可提高120 N·s·kg-1, NC/NG/DNOAF组成的无烟改性双基推进剂比冲可达2558 N·s·kg-1.在PET/NG/DEGDN/HMX推进剂中,用DNOAF取代HMX,比冲提高194 N·s·kg-1.