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新型氮杂环类高能低感材料创制策略

2021-08-16程广斌

含能材料 2021年8期

提高武器性能的杀伤威力,并减小在实际操作时的危险性和易损性,开发高性能含能化合物,从而替代性能不佳的火箭推进剂、起爆药、猛炸药等含能材料,对于提升我国国防实力具有深远的意义和影响。随着时代的发展,对含能材料的要求也越来越高,现阶段传统炸药存在的各种问题限制了其应用如不完全氧化产生有毒气体(CO 和NO)、对生物体的毒性、合成步骤复杂、对机械刺激高度敏感等。其中,高的机械感度会引起一系列安全问题,这是含能化合物的诸多问题中亟待解决的问题,高的机械感度在很大程度上限制了这些化合物的实际应用。在追求含能材料高能量性质的同时,还需要兼顾其安全性能、热稳定性、机械感度以及环境相容性等性能。因此,如何合成兼具高爆轰性能和安全性能的含能分子是当今含能材料领域研究的热点之一。一般来说,高能低感炸药有两个标准,一是能量方面,指化合物的能量要优于传统炸药HMX(爆速大于9144 m·s-1),二是安全方面,指化合物的机械感度优于传统炸药TNT(撞击感度15 J)。围绕高能低感这一目标,从富氮杂环含能骨架构建策略、高能致爆基团定向引入策略和高能低感材料性能深层次调控研究入手,本文提出一些观点和建议:

1. 新型高能低感含能骨架的基本特点

氮杂环含能化合物因其高生成热、氮含量和爆轰性能,以及分解产物主要是对环境无污染的氮气,近20 年来受到国内外高能低感研究者的广泛关注和报道。……

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