炔基三苯胺的合成及其光谱性质

炔基三苯胺为富电子荧光物质,当缺电子硝基化合物与其发生作用时,将引起炔基三苯胺共轭程度和电荷分布的变化,导致荧光随之发生变化。用炔烃和卤化三苯胺为原料,采用sonogashira金属偶联反应,设计与合成了系列炔基取代三苯胺化合物。应用荧光分析技术研究了分子结构、溶剂极性、硝基爆炸物的加入对炔基三苯胺溶液荧光性质的影响。结果表明,随着TNT浓度的增加,炔基三苯胺的荧光强度逐渐减弱,在浓度为1×10-5mol·L-1的炔基三苯胺溶液中,加入浓度为2.5×10-4mol·L-1的TNT,发生明显的荧光猝灭效应;当TNT的浓度增至1×10-2mol·L-1时,炔基三苯胺荧光几乎完全消失。此外,不同的硝基化合物对炔基三苯胺的荧光猝灭能力不同,与硝基化合物分子的骨架结构以及取代情况有关。因此炔基三苯胺有望成为硝基爆炸物检测的敏感材料。     

荧光传感器支撑骨架炔蒽的合成及其光谱性质

微痕量爆炸物的有效检测由于爆炸物种类繁多、检测背景复杂而显得十分困难。开发微痕量爆炸物检测新方法备受关注,其中荧光传感薄膜用于检测微痕量硝基芳烃类炸药近年来研究广泛［1］。采用对二溴蒽和苯乙炔为原料,通过Sonogashira钯催化偶联反应,合成了9,10双三甲基硅乙炔基蒽,该物质有很高的荧光量子效应,可作为荧光传感器的支撑骨架用于微痕量爆炸物的检测。该合成路线比文献报道的简单,产物收率更高［2］。并通过紫外光谱和荧光光谱对其在不同溶剂中的光谱性能及与溴苯、硝基苯之间的相互作用进行了研究。     

芳香炔醇的合成及其与TNT荧光猝灭研究

芳香多环共轭化合物分子多呈现平面结构,该类化合物大多具有荧光效应.当富电子的荧光共轭化合物与缺电子多硝基化合物接触时,荧光会发生猝灭.利用硝基化合物对荧光共轭化合物的荧光猝灭性质,可用于炸药的检测.     

光功能金属有机骨架材料在爆炸物检测中应用的研究进展

传统的含能材料检测方法主要是基于化学传感和精密仪器测量,但这两种方法通常很难实现爆炸物的快速检测。近十多年来,在超分子材料和配位化学交叉领域,出现了一种新材料——光功能金属有机骨架材料(LMOFs),这种材料具有多孔性、高量子产率和稳定性等特征,被认为是一种优良的发光材料。一方面,LMOFs结合了有机发光材料和金属发光材料的优势,并通过骨架内能量传递提高体系的发光效率。另一方面,LMOFs具有的整齐的孔道结构及大的比表面,有利于对不同爆炸物分子的选择性识别。因此LMOFs在分子荧光识别和检测爆炸物方面展示了较好的应用前景。系统介绍了硝基类爆炸物、氮杂环爆炸物和非含氮爆炸物三类LMOFs在爆炸物识别和检测方面的研究进展,着重总结了LMOFs的识别机理和识别选择性。未来,LMOFs对爆炸物检测的研究可能更加重视材料的表面修饰、水稳定性提高和氮杂环爆炸物检测等方面的探索。     

5,7-二硝基-1-(2′,4′-二硝基苯基)苯并三唑的合成

介绍了一种起爆炸药的合成方法,由苯并三唑和2,4 -二硝基氟苯在溶剂中缩合制得1-(2′,4′-二硝基苯基)苯并三唑,然后硝化得到5,7 -二硝基-1-(2′,4′-二硝基苯基)苯并三唑.     

3,5-二硝基水杨酸锆的制备、热分解机理及其燃烧催化作用

以3,5-二硝基水杨酸、硝酸氧锆和氢氧化钠为原料,合成出了3,5-二硝基水杨酸锆(DNS-Zr),采用有机元素分析、X射线荧光光谱和傅里叶红外光谱(FTIR)对其进行了表征。在程序升温条件下,利用TG-DTG和DSC以及固相原位反应池/傅里叶变换红外光谱(RS-FTIR)联用技术,研究了3,5-二硝基水杨酸锆的热行为和热分解机理,认为3,5-二硝基水杨酸锆先失去一个结晶水,再分解为Zr OCO3和大量的C,同时大量放热,其最终分解产物为Zr O2和C。利用螺压工艺制备了含3,5-二硝基水杨酸锆的推进剂样品,研究了3,5-二硝基水杨酸锆对双基系推进剂燃烧性能的影响。结果表明,3,5-二硝基水杨酸锆对双基系推进剂的催化效率为10%~20%。     

2，6-二氨基-3，5-二硝基-1-氧吡嗪的高效液相色谱分析技术

为了快速检验单质炸药2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪（ANPZO）的质量,指导ANPZO合成工艺优化,建立了ANPZO和主杂质2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪（ANPZ）含量分析的高效液相色谱法。采用C18色谱柱（250 mm×4.6 mm、5 μm）,以甲醇、水、三氟乙酸混合溶剂为流动相,用紫外-可见光检测器,在425 nm检测波长下,对ANPZO试样溶液进行色谱分离,结果发现,ANPZO与反应中间体ANPZ分离良好,分析时间仅为7.0 min。在0.1~0.6 mg·mL^-1的浓度范围内,ANPZO的线性相关系数为0.9996。ANPZO检出限为20 ng·g^-1,定量限为67 ng·g^-1,重复性测试结果的相对标准偏差为0.30%。     

2-取代-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮的制备

研究了2-取代嘧啶4,6-二酮的硝化反应,产物为2-取代-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮,收率＞80%,2-取代-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮与亲核试剂反应形成开环产物.2-位取代基为烷基时,嘧啶环5-位和侧链的α-位都发生反应,当取代基为甲基时,硝化产物为2-(二硝基亚甲基)-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮(1),1的水解产物为1,1-二氨基-2,2-硝基乙烯(FOX-7)和二硝基甲烷.考察了亲核试剂对FOX-7收率的影响.2-位取代基为羟基时,硝化产物为5,5-二硝基巴比妥酸(4b),4b水解可制得偕二硝基乙酰基脲(6b),6b与KOH作用生成偕二硝基乙酰基脲钾盐(7b).     

低易损性炸药的制品研究(三)

五 HMX基不敏感炸药美国1989年专利发表了HMX基高能不敏感炸药,其能量输出可与PBXN-5相比,殉爆易损性明显降低,可特用于25MMHElT M792弹药。研究了8种HMX基高能不敏感炸药。从配方看,一般含80～95％HMX,2.9～10％醋酸纤维丁酯,10～17.1％双-2,2-二硝基丙醇醋酸酯和双-2,2-二硝基丙醇缩甲醛的混合物,0.5％三(二辛基磷)太酸酯。有两组配方,一组粘结剂与增塑剂为1.5:1,另一组为1:1.5,分別为硬基质和软基质。硝胺含量从80到90％以5％增量增加。8种炸药均采用溶剂挥发工艺制造。     

重结晶法级配六硝基茋(HNS)的实验研究

采用溶剂-非溶剂法重结晶级配六硝基茋(HNS),研究在同一系统中同时实现六硝基茋重结晶细化为不同粒径颗粒的粒度级配体系.以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,水为非溶剂,通过改变溶液温度﹑溶液浓度﹑搅拌速度和滴加速度4个影响因素,研究其与系统中HNS的粒度大小和分布的关系,最终确定了两种粒度(1～2μm,10～15μm)级配的最佳工艺条件,以及对级配产生主要影响的因素为溶液浓度和溶液温度,并从理论上进行了分析.     

岩石乳化炸药TNT当量系数的试验研究

为了研究岩石乳化炸药的TNT当量系数,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了岩石乳化炸药在空气中自由场和通道外爆炸时的TNT当量系数.根据试验结果,得到了两种情况下爆炸冲击波压力峰值与比例距离的关系曲线,确定了在空气中自由场和通道外爆炸时岩石乳化炸药的等压力TNT当量系数分别为0.609和0.582.在此基础上,将岩石...     

几种粉状铵梯油炸药配方的分析与评价

给出了几种主要粉状铵梯油炸药的物化参数,在不改变原材料成本情况下利用粉状铵梯炸药配方设计的数学模型,另行计算出几种粉状铵梯油药的理论配方。将理论计算配方与现有粉状铵梯油炸药配方进行了比较分析,提出了改进配方的建议。     

利用ZIF-8@Ag复合材料构筑SERS基底及其对痕量TNT的检测

采用表面增强拉曼散射(SERS)技术检测痕量梯恩梯(TNT),采用光还原法合成的ZIF-8@Ag复合材料作为SERS基底,利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)对复合材料的结构和性能进行表征。结果表明,银纳米颗粒(AgNPs)均匀分布在ZIF-8表面;复合材料具有良好的SERS增强活性,对奈尔兰(NBA)的增强因子为8.84×10^3;利用自组装技术将探针4-巯基苯酚(4-ATP)修饰在基底表面,探针4-ATP与TNT的分子间π-π作用使其对TNT有选择性识别效果,检测TNT的浓度低至10-9mol·L^-1。     

2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔铸炸药研究进展

随着弹药安全性要求的不断提升,传统2,4,6-三硝基甲苯(TNT)基熔铸炸药在制造、运输和使用过程中暴露出的问题使其安全性不能达到钝感弹药的技术要求,2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药是近年来逐渐发展起来的一类可以替代TNT基炸药的钝感炸药。本文在系统跟踪近十年来国内外研究动态的基础上,综述了DNAN的合成及性能,DNAN基熔铸炸药爆炸特性、安全性、安定性、贮存特性、易损性、力学特性及流变特性等最新的研究与进展。展望了DNAN基熔铸炸药研究的热点和难点。     

2种非TNT基熔铸炸药水下爆炸特性

为选择水下炸药中的主炸药,分析RDX与HMX在水下爆炸的能量输出特性差异,分别以RDX和HMX为主炸药,制备了2种非TNT基熔铸炸药R-RDX与R-HMX,并在直径为85 m的水池中进行水下爆炸试验,测试水下爆炸压力及脉动周期,计算冲击波能及气泡能.试验结果表明:在4~6 m范围内,R-RDX炸药的冲击波能为1.18 MJ/kg,气泡能为4.00 MJ/kg;R-HMX炸药的冲击波能为1.19 MJ/kg,气泡能为4.01 MJ/kg;对于非TNT基熔铸炸药,HMX作为主炸药同RDX相比,在水下爆炸时并无能量优势.     

硝基吡唑类化合物的合成研究进展

综述了12种硝基吡唑化合物的合成方法并进行了比较,重点介绍了能量高于2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、感度低于TNT或能量更高的吡唑类低熔点系列含能化合物,如3,4-二硝基吡唑(3,4-DNP)、1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(MTNP),为此类含能化合物的进一步合成及性能研究提供一定的参考,为高密度、高能量、低感度炸药及可替代TNT的熔铸炸药载体的进一步研究探索提供一定的新思路。认为以下三个方面将会是今后一段时期内的研究重点:探索MTNP新合成路及工艺优化,研究3,4-二硝基吡唑和MTNP的物化性能及其高能化合物的组合配方,寻找硝基吡唑化合物合成中需求的绿色硝化剂和催化剂。     

考虑相变的炸药烤燃数值模拟计算

以低熔点的TNT炸药为研究对象,根据已有的TNT炸药烤燃实验,建立了炸药烤燃热反应模型,模型除了考虑炸药热传导外,还考虑了炸药多步化学反应、炸药相变和液态炸药的对流传热。采用计算流体力学软件Fluent,对加热速率为0．05K·s^-1时TNT炸药的烤燃过程进行了数值模拟计算,得到了TNT炸药的剧烈反应时间为4150s,炸药点火时3号特征点的温度为226℃;与实验结果比较,验证了计算模型和相关参数的正确性。分析了不同加热速率下（0．3K·s^-1,0．05K·s^-1,3．3K·h^-1）TNT炸药相变和温度变化情况。计算结果表明,烤燃中炸药相变熔化是从外向内逐步进行,未熔化的固态炸药会在重力作用下出现沉降。炸药熔化时会吸收热量,使温度上升速度减小。刚熔化的炸药在对流作用下温度会在短时间内快速上升。液态炸药存在热对流和热传导的共同作用,使炸药内部温度分布的均匀性增加。炸药相变对炸药点火温度,点火时间和点火位置都有影响。     

爆炸近区流场的数值模拟方法研究

提出了一种用于模拟爆炸近区炸药、爆轰产物、空气等相互作用流场的数值方法。在欧拉型方法中引入了一种炸药、爆轰产物、空气3种组分的混合模型,该模型中炸药及爆轰产物采用Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程,空气采用理想气体状态方程,在固相与气相间满足等压假设和体积可加性,气相组分间满足等温假设和分压定理。该模型无需迭代求解,计算效率较高。化学反应率采用“点火—生长”模型,采用AUSM₊-up格式计算通量。计算了空气中球形TNT装药的爆炸问题,可以清晰地看到爆轰波在流体界面上发生的透射、反射等一系列复杂作用过程。计算得到的超压峰值在直至距药球表面5 cm的位置都与实验结果符合良好,冲击波到达时间、超压比冲量等与现有实验结果也符合较好,验证了本方法的有效性和准确度。     

TNT在超临界二氧化碳中的溶解特性

通过对比不同浓度的TNT/乙腈、TNT/丙酮、TNT/甲苯溶液的紫外吸收曲线,以乙腈作参比溶剂,用紫外分光光度计测定了温度为303,308,313,318,323 K,压力为10～25 MPa条件下三硝基甲苯(TNT)在超临界二氧化碳中的溶解度,并建立了波长为248 nm时TNT-乙腈溶液的浓度-吸光度关系。结果表明,在低压条件下(小于15 MPa),TNT炸药在超临界二氧化碳中的溶解度随着温度的升高略有降低;但随着压力增大(大于15 MPa),溶解度随温度的升高而增大。TNT在超临界二氧化碳中的溶解度较高,在试验范围内,每克二氧化碳中最多能溶解14 mg的TNT。