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BNTF 的合成、单晶结构和性能

2021-02-03王珀会谌思嘉吴金婷李鸿波

含能材料 2021年1期

王珀会,曾 炼,谌思嘉,吴金婷,黄 明,李鸿波

(1. 西南科技大学材料科学与工程学院,四川 绵阳 621010;2. 中国工程物理研究院化工材料研究所,四川 绵阳 621999)

1 引言

熔铸炸药是当前广泛应用的一类军用混合炸药,约占军用混合炸药的80%以上,是真正意义的军事战略物资[1-4]。现阶段熔铸炸药主要采用三硝基甲苯(TNT)和2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)为载体,具有成本低、合成工艺简单等优势,但同时存在能量偏低、不可逆膨胀大、装药后易产生裂纹等问题,已经无法满足现代战争对弹药的高效毁伤和钝感化发展要求[5-9]。苯类[10-11]、唑类[12-14]、呋咱类[15-19]等化合物具有稳定性良好、熔点低、感度低、能量高等优点,有望作为新型理想熔铸炸药载体。其中,呋咱类化合物由于具有较高的能量,互联后因共轭程度增加而趋于稳定,能更好协调能量和感度的矛盾,若在分子侧基结构及数量上进行优化配置,有效调节其熔点、热稳定、感度、相容性等理化性质,就有望突破熔铸炸药载体研发与应用的瓶颈,从而得到综合性能优异的呋咱类熔铸炸药载体[20-22]。例如,3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF),熔点约为110 ℃,具有热稳定性好、密度高、爆轰感度高、临界直径小等优点[23],但其熔点已接近熔铸炸药载体的熔点上限,会显著加大熔铸工艺的难度。由此,Philip Pagoria[24]根据DNTF 分子结构进行改进,合成出了新型低熔点 呋 咱 化 合 物3,4-双(3'-硝 基 呋 咱 基-4'-)呋 咱(BNTF),熔点约为85 ℃。BNTF 不仅具备能量密度高、热稳定性好、感度低等优点,相较于DNTF 其熔点更低,更具有替代TNT成为理想熔铸炸药载体的潜能。……

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