四嗪类高氮分子及离子含能化合物的研究进展

详细论述了近年来国内外报道的四嗪类高氮分子及离子含能化合物的合成与性能研究,指出部分化合物由于其生成焓高、热稳定性好以及感度低等特点在含能材料领域具有广泛的应用前景.同时还总结了目前四嗪类含能化合物普遍存在的问题及以后的发展方向.     

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。     

一种新型起爆药的合成

含能材料在民用、军事等多个领域都有广泛的应用。近年含能材料的研究主要集中在高氮类、高氣酸类、硝酸类、硝基酚类等化合物。高氮类含能材料是国内新型含能材料的研究热点之一。与传统的含能材料相比,高氮类含能材料具有更优良的爆轰性能,而且爆轰产物环保性能更好。含氮量高的火工药剂在燃烧时对枪管的烧蚀程度会明显低于含破量高的火工药剂。本文通过以高含氮量的4,4'-偶氮-1,2,4-三唑(atrz)为配体,结合三种不同金属盐制备了多氮金属配合物,并采用如外光谱分析法对其进行了结构表征,借用摩擦感度仪与撞击感度仪对三种配合物的爆炸性能进行测试,研究发现均具有很好的爆炸性能。     

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。     

四嗪含能化合物的应用研究进展

四嗪含能化合物的应用研究是近年来国内外含能材料领域的研究热点之一。在总结了一些典型四嗪含能化合物物化性能、热性能、感度性能和爆轰性能的基础上,综述了四嗪含能化合物在微推力系统和低特征信号推进剂、混合炸药及其他领域的应用研究进展。国内外研究结果表明,四嗪含能化合物用于推进剂可有效提高燃速、降低特征信号,用于混合炸药可降低感度、提高爆轰性能,用于气体发生剂可降低燃温、增加成气量,因此在含能材料中具有广阔应用前景。     

六元氮杂芳环构建方法及含能材料合成研究

综述了吡啶,哒嗪、嘧啶、吡嗪环、三嗪以及四嗪等六元氮杂芳环骨架构建方法,探讨了相应的六元氮杂芳环环化反应机理,概述了典型含能材料的物化与爆轰性能;重点从合成角度总结了缩合反应与环加成反应在构建六元氮杂芳环结构中的应用,讨论了在相应氮原子中心位点实现氮氧化或氮氨化反应的方式。其中,六元氮杂芳环氮氧化片段的引入主要包括两类途径：一是以氧化剂与氮杂芳环中氮原子中心发生反应,形成N-氧化物片段;另一类是利用环化反应,将相应的氮氧双键等结构转化为N-氧化物片段。附参考文献91篇。     

1,3,3-三硝基氮杂环丁烷研究进展

1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)是一种新型含能材料,由于其具有熔点低、感度低、能量高、热稳定好、易与其他含能材料形成低共熔物等优点,特别适于用作固体推进剂和炸药组分。着重介绍了TNAZ的合成方法。     

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.     

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。     

四唑基聚合物的研究进展

综述了四唑基聚合物的合成方法,包括环加成反应、自由基聚合反应、官能团反应。介绍了四唑基聚合物在含能材料和质子交换膜材料方面的应用,四唑基聚合物用于制备含能材料具有能量高、感度低的优点,而作为质子交换膜材料,不但具有基本的导电性能,还能在高温及无水情况下的应用。     

高氮含能化合物应用研究新进展

高氮含能化合物是近年来国内外研究报道较多的一种新型含能材料。结合该研究工作,综述了高氮含能化合物在高能混合炸药、气体发生剂、发射药和推进剂几方面应用研究的最新进展。     

国外关于碳纳米管在火炸药中的应用研究

介绍了国外利用碳纳米管制造的含能材料,其中一种是碳纳米管上固定聚合氮的新型绿色高能炸药,通过电化学工艺将聚合氮固定在单壁碳纳米管的侧壁上,分析结果表明在纳米管壁上形成了原子簇N4和N8;另一种新型含能材料是金属化单壁碳纳米管,运用石墨和双组份催化剂激光烧蚀法制备金属化单壁碳纳米管,保证了金属化SWCNT的高质量和高产量,这是生产低感度高能纳米复合物的新途径。此外还介绍了碳纳米管在HTPB(羟基尾聚丁二烯Hydroxyl Termina-ted Polybuiadicne)基推进剂中的应用和用作点火材料的情况。     

全氮化合物研究进展

全氮化合物是高性能固体推进剂用含能化合物的优异候选者,其高能量来源于N—N单键、N====N双键与氮气分子(N≡≡N三键)之间巨大的能量差异。尽管全氮阴离子和全氮阳离子均已成功合成,但其化合物的合成并未成功。氮原子簇化合物的成功合成可归结于碳纳米管和C60对氮原子簇的稳定化作用。聚合氮已经在高温高压下合成,但它们在常温常压下不稳定。评述了3类全氮化合物的研究进展。     

Stationary Phases 45(1). Chromatographic Separation of High Energetic Materials with C60-Fullerene Stationary Phase

A method for the chromatographic separation of nitroaromatic high energetic materials on C₆₀-fullerene stationary phase is discussed. Special selectivity on this phase using methanol/water(80/20) as mobile phase leads to have a wider separating space so that its retention power is much greater than that of a commercial RP-18 phase. This advantage can be used to identify the isomers of some nitroaromatic high energetic materials.     

高氮原料的催化裂化研究进展

从FCC催化剂碱氮中毒机理、含氮化合物的转化等角度分析了含氮化合物对催化裂化的不利影响.在此基础上,对目前已工业化和在研的各种高氮原料直接催化裂化技术进行了概述,展望了高氮原料催化裂化发展的方向.     

含高氮化合物的高燃速CMDB推进剂的能量特性

利用能量计算程序计算了含高氮化合物3,6–双(1–氢–1,2,3,4–四唑–5–氨基)–1,2,4,5–四嗪(BTATz)的复合改性双基(CMDB)推进剂的能量特性,并研究了用3种含能添加剂高氯酸铵(AP)、六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)、黑索今(RDX)和2种增塑剂1,5–二叠氮基–3–硝基–3–氮杂戊烷(DIANP)及二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)分别部分取代BTATz和硝化甘油(NG)后,对含BTATz的CMDB推进剂能量特性的影响规律。结果表明:无论推进剂中是否含铝粉,用BTATz取代CMDB推进剂中的硝化棉(NC)和NG后,将不同程度地降低原推进剂的各能量特性参数;用AP和HNIW部分取代BTATz后,可使BTATz–CMDB推进剂的理论比冲明显提高;用DIANP或TEGDN部分取代推进剂中的NG,各能量特性参数均随其含量增加而减小。     

新型含能材料的研究进展

介绍了高能量密度化合物、分子间亚稳态物质、纳米结构材料等新型含能材料的研究概况以及HM X球形化和纳米结构含能复合材料方面的研究进展。研究证实,高能低感炸药得到长足发展和广泛应用,非CHNO类高能量密度材料仍处于理论探索阶段,不敏感弹药主装药中现有单质高能炸药的晶体品质得到很大提高,纳米多孔硅/硝酸盐复合材料具有较强的爆炸性质,是一类值得关注的新型含能材料。研究也获得了装填RDX纳米线的碳纳米管有序阵列,建议在新型复合含能材料方面展开广泛深入的研究。     

高能推进剂钝感含能材料研究现状

钝感高能推进剂是当前固体推进剂的重要发展方向,降低高能固体推进剂感度主要技术途径是要采用低感度高能量的原材料,一方面是应用新型低感度含能原材料,另一方面是对现有含能原材料改性使之降低感度。高能推进剂所用钝感含能原材料主要分为3部分:能量高而感度低的氧化剂,低感度的含能黏合剂,低感度的含能增塑剂。在推进剂配方研制过程中通过选择应用这3类原材料来降低高能固体推进剂的感度,满足高能固体推进剂的钝感安全性能。论述了国内外上述3类钝感含能原材料的研究进展。