基于有机阴离子的含能离子盐研究进展

从合成与性能方面概述了包括基于咪唑、吡唑、三唑、四唑、三嗪和四嗪类阴离子、硝基苯类阴离子和非芳香硝基有机阴离子的含能离子盐的研究进展。介绍了含能离子盐在推进剂及熔铸炸药用TNT替代物方面的研究进展。附参考文献101篇。     

偶氮四唑类高氮含能化合物的合成及表征

以5-氨基四唑为原料,合成了3种偶氮四唑类高氮含能化合物（偶氮四唑铵盐（AZT）、偶氮四唑胍盐（GZT）及偶氮四唑三氨基胍盐（TAGZT））,利用IR、NMR、DSC、熔点测试和元素分析鉴定了其结构,简要地介绍了其爆炸性能.研究表明,作为新型高氮含能材料,偶氮四唑盐具有高的正生成焓、成气量大、燃烧无烟或少烟、燃后剩余残渣少以及不吸湿等特点,且具有良好的爆炸性能,可作为新型气体发生剂、低特征信号推进剂、低烟或无烟烟火剂以及高能炸药的重要组分.     

氮杂环类含能离子盐和离子液体的研究进展

综述了近年来以唑类、嗪类和呋咱类氮杂环化合物为母体的一些含能离子盐和含能离子液体的合成及其熔点、密度、爆轰等性能.总结了不同取代基对含能离子盐的理化性质的影响,以及如何通过引入不同官能团来设计修饰目标化合物.对一些性能较好的含能离子盐的应用以及含能离子液体的设计进行了展望.     

二硝甲基唑类含能化合物的研究进展

二硝甲基唑类化合物是一类结构新颖的多氮含能化合物。综述了二硝甲基唑类化合物的合成方法和反应性质,并对部分含能化合物的性质进行了介绍。结果表明,二硝甲基唑类化合物的密度较大,且具有较高的正生成焓,但自身热稳定性较差,以其为阴离子合成出的离子盐具有较好的热稳定性。目前,二硝甲基唑类化合物的合成方法较成熟,但理论方面的研究不够深入。     

吡嗪类含能化合物研究进展

主要介绍了吡嗪类高氮杂环含能化合物的合成、性能以及在含能材料中的应用现状及研究进展.其中.LLM-105和ANPZ-i作为钝感炸药,具有较高的能量、适度的敏感性和良好的热稳定性,对吡嗪类含能化合物的发展方向进行了展望.     

四嗪类高氮含能化合物的合成与表征

以硝酸胍、水合肼、乙酰丙酮为起始原料制得3,6-对(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(BT);以BT为前躯体,经亲核取代得到几种1,2,4,5-四嗪类高氮含能化合物,包括3-肼基-6-(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(HDM PT)、3-叠氮基-6-(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(IADM PT)、3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪(DHT)、3,6-二叠氮基-1,2,4,5-四嗪(D IAT)、3,6-二胍基-1,2,4,5-四嗪(DGTZ)。采用红外、质谱、核磁等分析手段对其进行了表征。     

钝感高能含能离子盐的研究进展

综述了四唑类、三唑类、咪唑和吡唑类、嗪类和硝基苯类以及非芳香类钝感高能含能离子盐的合成及熔点、热分解温度、密度、生成焓、撞击感度、爆压和爆速等性能。重点讨论了可作为RDX替代物的钝感高能含能离子盐的结构,并展望了其发展前景。附参考文献65篇。     

1,5-二硝胺基四唑及其含能离子盐的合成与性能

以自制的1-甲氧基甲酰基-1,5-二氨基四唑(MCDAT)为原料,经硝解、酸化、中和、复分解等反应合成了高能材料1,5-二硝胺基四唑(DNAT)及其含能离子盐—铵盐(DADNAT)、肼盐(DHDNAT)、羟胺盐(DHADNAT)、3,4-二氨基呋咱盐(DAFDNAT)、1,5-二氨基四唑盐(DATDNAT)、脒基脲盐(DGUDNAT)、1-羟基-5-氨基四唑盐(DHATDNAT)和3,6-二肼基四嗪盐(DHTDNAT)。采用红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR、13C-NMR)及元素分析(EA)表征了化合物结构;改进了DADNAT和DHDNAT的合成工艺,简化了操作,提高了收率;采用差示扫描量热(DSC)方法对DNAT及其含能离子盐的热性能进行了分析,热分解峰温度分别为94.07、192.10、142.83、146.71、261.85、251.77、228.62、198.92和189.66℃;采用Gaussian 09程序的CBS-4M方法和Kamlet-Jacobs方程预估了目标物的爆轰性能,结果表明,DNAT及其含能离子盐是一类性能优良的新型高能量密度材料。     

S-四嗪类含能化合物研究进展

综述了目前国内外S-四嗪类含能化合物的研究情况,对国内外具有代表性的研究工作进行了介绍,主要分为含能有机物、含能有机盐、含能金属盐与配合物3个方面,其中有机物和有机盐研究较多,金属盐研究较少。总结了四嗪含能化合物的设计思路、应用前景和待解决的问题。对称取代的1,2,4,5-四嗪化合物是目前绝大多数工作的研究目标,设计这些化合物主要依靠四嗪环上易发生亲核取代反应的特点而引入不同的含能取代基来对整体化合物的性能进行修饰和调控。通过设计合成离子盐,利用阴阳离子间的氢键相互作用可对含能化合物的稳定性进行优化。四嗪类含能材料氮含量高、分解产物清洁,在微推力和低特征信号推进剂、汽车安全气囊气体发生剂组分、绿色起爆药等方面具有良好的应用前景。不足之处在于这些化合物的放大合成研究很少,工业化基础较薄弱,且对非对称取代的1,2,4,5-四嗪化合物研究较少,在未来需要加大这些方面的研究。附参考文献70篇。     

氨基四唑含能化合物研究进展

氨基四唑是有机物中含氮量最高的一类化合物,具有高的正生成焓和良好的热力学稳定性,在高能钝感炸药、气体发生剂、无烟烟火剂、固体推进剂等领域有着广泛的应用前景。氨基四唑主要包括分子化合物、离子化合物和配合物3种。本文综述了5-氨基四唑和1,5-二氨基四唑类含能化合物的合成及性能。在此基础上,分析了氨基四唑类含能化合物的未来发展趋势。     

六烷基胍TADC含能离子液体的合成与表征

采用离子交换法合成了4种六烷基胍4,5-二氰基-1,2,3三唑([Cn-guan][TADC],n=3,4,5,6)含能离子液体,用红外光谱和核磁共振对结构进行了表征,测试了其在常用有机溶剂中的溶解性,用表面界面张力仪和TG、DSC分别研究了其密度和热性能。结果表明,六烷基胍TADC离子盐在极性较大的有机溶剂中具有良好的溶解性,最大分解温度在370℃左右,表明[C3-6-guan][TADC]具有良好热稳定性,([Cn-guan][TADC],n=3,4,5)在DSC的二次升温过程中经历了玻璃态、过冷态、结晶固态和液态4种相态。     

含氟唑类含能化合物分子设计及性能预测

以三唑和四唑为主体骨架结构设计了11种新型含氟唑类含能化合物,采用密度泛函理论,优化了化合物的几何结构,计算了化合物的密度、生成焓、爆速、爆压和撞击感度等相关性能参数。计算结果表明,含氟基团的引入使化合物具有较高的键离解能和较好的热稳定性,且对化合物的撞击感度影响较小;除二氟氨基二硝基联三唑外所有化合物的密度均在1.90g/cm3以上,爆速均在8.32~11.13km/s之间,爆压均在31.97~56.31GPa之间;所有化合物都具有较好的热稳定性,其键离解能均大于230kJ/mol;化合物的撞击感度分布在17.51~38.85cm之间;各基团对化合物密度贡献的大小顺序为:-OCF3>-CF3>-NF2>-F>-CF(NO2)2,基团对能量贡献的大小顺序为:-F(NO2)2>-OCF3>NF2;根据理论计算结果优选出了两种性能较好的含能化合物1-三氟甲氧基-3,5-二硝基-1H-1,2,4-三唑和1-三氟甲基-3,5-二硝基-1,2,3,4-四唑,两种化合物的密度分别为2.03和2.10g/cm3,生成焓分别为-170.73和-146.24kJ/mol,爆速分别为9.32和9.23km/s,爆压分别为40.23和32.60GPa,二者能量水平高于DNMT;撞击感度(H50)分别为33.10和38.85cm。     

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。     

含能化合物的超分子化学研究进展

介绍了以环糊精、碳纳米管、石墨烯、介孔材料为超分子主体的主-客体含能复合物以及共结晶含能材料的最新研究进展,指出了用环糊精制备超分子含能复合物的缺陷,分析了碳纳米管、石墨烯、介孔材料用于制备高能钝感超分子含能复合物及共结晶含能材料的可行性和研究方法,展望了超分子化学方法在含能材料领域的应用前景。附参考文献54篇。     

活性聚合法合成含能聚合物的研究进展

综述了活性聚合法合成含能聚合物的研究发展状况,主要介绍了活性聚合法合成含能聚合物的反应机理及性质.指出活性阳离子聚合法仍是一段时间内研究的重点,并对其今后的研究进行了展望.     

新型含能材料呋咱类化合物的研究进展

介绍了几种呋咱类含能化合物3,4–二氨基呋咱(DAF)、3,3′–二氨基–4,4′–氧化偶氮呋咱(DAAF)、3,3′–二氨基–4,4′–偶氮呋咱(DAAzF)、3,4–二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、3–硝基呋咱–4–甲醚(NFME)、(3 E,4 E)–二肟甲基氧化呋咱(DPX1)的合成方法和性能。通过与其他含能材料的性能对比,可知呋咱类化合物是一类性能优良、具有广阔应用前景、可应用于推进剂的含能材料。