霍星宇，苟瑞君，张朝阳2，

（1. 中北大学环境与安全工程学院，山西 太原 030051；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

耐热炸药广泛应用于深井油田、空间勘测等领域，而目前的耐热炸药种类还比较少［1-3］。2016 年德国慕尼黑大学合成了一种新型耐热炸药——TKX-55，是一种少见的溶剂组分化物，也是一种含能共晶［4］。其晶胞中含一个5，5′-双（2，4，6-三硝基苯基）-2，2′-二（1，3，4-噁二唑）（BTNPBO）分子和三个二氧六环（DIO）分子。TKX-55 的分解温度高于335 ℃，有较好的耐热性能，与2，6-二（苦氨基）-3，5-二硝基吡啶（PYX）相当，撞击感度高于PYX 和六硝基茋（HNS）。含能分子BTNPBO 的结构与2，5-二硝基-1，3，4-噁二唑（DPO）相似［5-6］，都含有2，4，6-三硝基苯，并通过1，3，4-噁二唑桥连。TKX-55 在298 K 下实测密度为1.837 g·cm-3，高于PYX（1.757 g·cm-3）和HNS（1.74 g·cm-3），生成焓是HNS 的2.5 倍，是PYX 的4.5 倍［7］，拥有更高的爆轰性能。整体上看，TKX-55 的相关性质优于常见的耐热含能材料，因此TKX-55 有很好地应用前景［8］。

然而，目前对TKX-55 热分解机理的研究比较匮乏，且TKX-55 属于含能共晶（其晶胞内含有有机溶剂DIO）。为此，本研究采用分子动力学模拟对其热分解行为进行了分析。分子动力学方法已被广泛应用于含能化合物的热分解过程分析，例如，Wen 等［9］利用类似的模拟比较研究了1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯（TATB）、环四亚甲基四硝胺（HMX）和季戊四醇四硝酸酯（PETN）的热分解机理；Chen 等［10］进行了类似的模拟，揭示了HNS 的热分解机制。因此，采用分子动力学（MD）模拟方法，对TKX-55 和DIO 的热解机制分别进行了探索，研究溶剂组分对含能组分的影响，研究结果有助于理解TKX-55 和其他高耐热性含能化合物的高耐热性的本质并指导新型耐热炸药的设计。……