联唑类含能化合物及其含能离子盐研究进展

联唑类含能化合物及其含能离子盐是近年发展起来的一类新型含能材料,具有高氮含量、高生成焓、高爆轰性能和相对钝感等特性,在新型炸药、低特征信号推进剂、气体发生剂、低烟或无烟烟火等领域有着广泛的应用前景。综述了有关联-1,2,4-三唑、联四唑和5-(1,2,4-三唑)四唑等联唑类含能化合物及其含能离子盐的最新合成研究成果,并对部分化合物的物化性能进行了阐述。认为下一步的工作重点为研究富氮阳离子的引入对联唑类含能化合物感度和爆轰性能的影响,合成出综合性能更好的联唑类含能化合物。设计了9种新型联唑类含能化合物,并利用量子化学方法对其性能进行预估。     

5-叠氮基-1,2,4-三唑-5-乙酸(ATAA)的合成及热性能（英）

以5-氨基-1,2,4三唑基-5-乙酸(1)为原料,经Sandmeyer反应得到一种新型叠氮三唑类化合物5-叠氮基-1,2,4-三唑-5-乙酸(ATAA)。通过¹H NMR、¹³C NMR、IR及元素分析等手段对化合物结构进行表征。TG及DSC的研究表明,ATAA的热行为包括结晶水脱除、熔化及热分解三个过程,每个过程所对应的峰值温度分别为85.6,168.0 ℃和177.9 ℃。基于ATAA设计出一种新型多硝基含能化合物——5-叠氮基-3-硝仿基-1,2,4-三唑(2),并对其爆轰性能进行预估。结果表明其标准生成焓、理论密度及理论爆速分别为449.62 kJ·mol^-1、1.91 g·cm^-3和9096 m·s^-1,整体性能与HMX相当。     

含异氰脲酸酯基环氧树脂的合成

为了改善环氧树脂的耐热性与韧性 ,以三羟乙基异氰脲酸酯 (THEIC)为原料 ,与环氧氯丙烷 (ECH)合成了氯化聚醚多元醇 (CPP) ,CPP与氢氧化钠反应制备了一种新型的含异氰脲酸酯基和醚键的液体环氧树脂 (EP) ,并通过IR确定了结构。CPP与氢氧化钠的摩尔比为 1∶3.2 5,在 2 50ml乙醇 ( 0 .1molCPP)中 ,室温反应 3h ,产率 87.7% ,环氧值 0 .36 87。     

Cu/Al复合材料的制备及其对RDX热分解性能的影响

为了改善铝粉的表面氧化,提高其对含能材料热分解的催化作用,以电爆炸铝粉和二水合氯化铜(CuCl_2·2H_2O)为原料,利用置换反应法,实现了纳米铜粒子在铝粉表面的快速沉积,制备了包覆均匀的Cu/Al复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X?射线粉末衍射(XRD)、电子能谱(EDS)等对其结构和形貌进行了表征。在不同的升温速率下测试了Cu/Al复合材料与黑索今(RDX)(质量比1∶5)混合物的DSC曲线。计算了该混合物热分解反应的动力学参数。结果表明,电爆炸铝粉表面的氧化层通过氟化铵的刻蚀作用被剥离,复合材料含有单质铝和单质铜晶相,无氧化铜及氧化铝晶相,纳米级铜颗粒均匀包覆在铝粉表面,复合材料粒径为200～500 nm。加入Cu/Al复合材料后,RDX的初始分解温度和分解峰温分别降低8.51℃和26.43℃,分解热提高296 J·g~(-1),热分解活化能降低19.19 kJ·mol~(-1),表明Cu/Al复合材料可促进RDX的热分解行为。     

HDI三聚体合成研究

以一种Ｎ－羟基烷季铵碱为三聚反应催化剂，合成了以六亚甲基二异氰酸酯（ＨＤＩ）三聚体为主要成分多异氰酸酯固化剂，对合成条件下进行了探讨。     

新型聚醚PBMCMO的合成及表征

以1,4-丁二醇(BDO)为起始剂、三氟化硼乙醚(BF_3·Et_2O)为催化剂、二氯甲烷(CH_2Cl_2)为溶剂、由3-溴甲基-3-(2-氰乙氧基)甲基氧丁环(BMCMO)开环聚合,首次合成出溴化聚醚PBMCMO,并借助红外光谱完成了结构鉴定。利用GPC、TGA、羟值分析等测试方法完成了聚合物的性能表征。     

高纯α-AlH3的合成及表征

为制备高纯α-AlH3,将LiAlH4与AlCl3在乙醚溶液中反应,制备并分离出固体AlH3乙醚络合物,其在甲苯中90℃下脱醚2h可制得纯度为99.5％的α-AlH3,产率96.4％.对高纯α-AlH3进行了XRD、红外、元素分析、TG/DSC、SEM表征,同时考察了α-AlH3的结晶条件和稳定性.结果表明产品结晶性好、纯度高、性质稳定,合成方法具有操作简便、收率高、重现性好等优点.     

3,3'-二(偕二硝基甲基)-4,4'-偶氮呋咱的合成与热性能

以3,3'-二氰基-4,4'-偶氮呋咱为原料,经加成、重氮化以及硝化等反应得到3,3'-二(偕二硝基甲基)-4,4'-偶氮呋咱(4)及其钾盐(3),四步反应的收率分别为93.3%、91.2%、24.5%和63.1%。在反应过程中分离得到一种未见报道的呋咱化合物——3,3'-二偕氨肟基-4,4'-联氨呋咱(1),推测在羟氨与氰基发生加成反应的过程中,过量羟氨同时将偶氮基还原为联氨基,从而生成1。通过~1H NMR、~(13)C NMR、IR以及质谱等手段对反应中间体及产物结构进行表征。利用差示扫描量热法-热重法研究1、3和4的热分解过程,结果表明:1的热分解包括一个脱结晶水吸热过程和两个热分解放热过程,热失重率分别为5.1%、53.5%和36.3%,吸热峰温为83.7℃,放热分解峰温分别为241.1℃和336.2℃;3的热分解过程仅有一个明显的分解放热阶段,热失重率为86.6%,峰值温度为258.1℃;4的热分解过程也仅有一个明显的分解放热阶段,热失重率为71.8%,其峰值温度为156.0℃。     

纳米铝簇配合物研究进展

介绍了“非金属簇”的概念及簇合物的分类,比较了纳米铝簇配合物合成方法与传统合成纳米铝粉的方法不同之处,总结了国内外纳米铝簇配合物合成的主要进展,指出了纳米铝簇配合物在含能材料、固体火箭推进剂、热传导和超导材料等多个方面的应用前景.     

硝酸-硝酸铵体系中DPT硝解制备HMX工艺研究

在硝酸-硝酸铵体系硝解3,7-二硝基-1,3,5,7-四氮杂双环[3,3,1]壬烷(DPT),制备HMX,通过正交实验确定最佳工艺条件。结果表明,最佳工艺条件为:10 mL硝酸与3 g硝酸铵配制硝解液,控制5℃下加入0.735 g DPT,保温溶解30 min,升温至25℃,反应40 min,HMX的平均收率为61.2%;各因素对HMX产率的影响顺序为:硝酸铵加入量>DPT加料温度>反应时间>反应温度。采用HPLC离线监测最佳工艺条件下的硝解反应,得到DPT和HMX浓度的变化规律,并对相关反应过程进行了推测。