双环三唑类高氮含能化合物的设计与理论研究
发布时间：2021-06-26 03:08
在高氮含能化合物快速发展的今天,双环三唑被认为是可以改善单三唑环的能量性质,生成更高密度、更好稳定性、更低感度和更好氧平衡的高氮含能化合物。本论文通过双环三唑的多个化学修饰位点,引入硝化高能基团（如:硝基、硝氨基、三硝基甲基）;或通过引入N-氧化物的方法;同时利用桥连基团改善化合物的正生成焓,提高爆轰性能。研究内容主要分为以下三部分:（1）基于双（1-硝胺基-3-硝基-三唑）的理论研究利用双环三唑的化学修饰位点,引入硝基、硝氨基高能硝化基团,形成双（1-硝胺基-3-硝基-三唑）,再通过不同桥连基团连接构成C系列含能化合物。该系列化合物具有较高的密度(ρ=1.80-1.88 g·cm-3)和较高的爆轰性能(D=8.33-8.91km·s-1,P=30.84-36.09 GPa)。其中,含氮量较多的桥连基团的含能化合物具有优异的爆轰性能和较低的感度,如:C4（偶氮基）、C8（二氨基四唑酮）、C10（二氨基四唑）。（2）基于多硝基双环三唑的理论研究在双环三唑的化学修饰位点上引入硝基、三硝基甲基高能硝化基团,形成多硝基双环三唑,再通过不同桥连基团连接...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
所示的高氮含能化合物中有较少的C和H，可以帮助提高密度，达到
西南科技大学硕士学位论文2表1-1传统含能化合物Table1-1Traditionalenergeticcompounds化合物结构式密度(g·cm-3)爆速(m·s-1)年份及国家2,4,6-三硝基甲苯（TNT）1.6567001863年瑞典[20]1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪（RDX）1.8184001898年德国[22]三氨基三硝基苯（TATB）1.9476001987年美国[23]1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四唑嗪（HMX）1.9191001899年德国[21]六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）2.0497301987年美国[24]1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪（LLM-105）1.9185601995年美国[26]八硝基立方烷（ONC）1.98101002000年美国[25]而如图1-1所示的高氮含能化合物中有较少的C和H，可以帮助提高密度，达到良好的氧平衡，使每克高能化合物产生更多摩尔的气态产物，因此较高的含氮量具有积极作用。在高氮含能化合物中[16]，N-N（160kJ·mol-1）、N=N（418kJ·mol-1）与N≡N（954kJ·mol-1）的平均键能差异很大，因此氮氮键之间的转换一般伴随着巨大的能量。由于富氮含能化合物的大部分能量来自正生成焓，那么正生成焓与分子的氮含量密切相关。但是氮分子的产生则会产生巨大的热力学驱动力，这就解释了为什么许多富氮
1绪论3含能化合物常具有不稳定性。图1-1精选的富氮含能化合物Figure1-1SelectedNitrogen-RichEnergeticCompounds尽管高能量始终是含能材料的首要要求，但由于实际应用中与安全相关的问题数量急剧增多[17]，同时高能量也总是伴随着分子稳定性的降低[18]。因此，人们对高能化合物的分子稳定性这一要求变得更加迫切。现在面临最主要的挑战是如何平衡不相容的能量与稳定性[19]，急需开发能在稳定性和高能量之间具有良好平衡的高性能含能材料。在过去的几十年里，杂环与高能基团的结合已成为设计富氮高能化合物的一种被广泛接受的方法[27]。其中，高能基团[28]包括硝基、硝基氨基、二硝基甲基和三硝基甲
【参考文献】：
期刊论文
[1]3,4,5-三硝基吡唑及其衍生物的研究进展[J]. 吴军鹏,曹端林,王建龙,刘洋,李永祥. 含能材料. 2016(11)
[2]5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺的热分解动力学[J]. 王俊峰,杨云峰,张春园,王小军,张晓鹏. 火炸药学报. 2015(02)
博士论文
[1]三唑类富氮化合物的合成、结构及其性能研究[D]. 张英豪.北京理工大学 2016
[2]高氮含能化合物的分子设计与性能预测[D]. 卫涛.南京理工大学 2015
硕士论文
[1]含氮杂环系列含能材料的结构与性能研究[D]. 张宝荣.武汉理工大学 2010
本文编号：3250506
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
所示的高氮含能化合物中有较少的C和H，可以帮助提高密度，达到
西南科技大学硕士学位论文2表1-1传统含能化合物Table1-1Traditionalenergeticcompounds化合物结构式密度(g·cm-3)爆速(m·s-1)年份及国家2,4,6-三硝基甲苯（TNT）1.6567001863年瑞典[20]1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪（RDX）1.8184001898年德国[22]三氨基三硝基苯（TATB）1.9476001987年美国[23]1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四唑嗪（HMX）1.9191001899年德国[21]六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）2.0497301987年美国[24]1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪（LLM-105）1.9185601995年美国[26]八硝基立方烷（ONC）1.98101002000年美国[25]而如图1-1所示的高氮含能化合物中有较少的C和H，可以帮助提高密度，达到良好的氧平衡，使每克高能化合物产生更多摩尔的气态产物，因此较高的含氮量具有积极作用。在高氮含能化合物中[16]，N-N（160kJ·mol-1）、N=N（418kJ·mol-1）与N≡N（954kJ·mol-1）的平均键能差异很大，因此氮氮键之间的转换一般伴随着巨大的能量。由于富氮含能化合物的大部分能量来自正生成焓，那么正生成焓与分子的氮含量密切相关。但是氮分子的产生则会产生巨大的热力学驱动力，这就解释了为什么许多富氮
1绪论3含能化合物常具有不稳定性。图1-1精选的富氮含能化合物Figure1-1SelectedNitrogen-RichEnergeticCompounds尽管高能量始终是含能材料的首要要求，但由于实际应用中与安全相关的问题数量急剧增多[17]，同时高能量也总是伴随着分子稳定性的降低[18]。因此，人们对高能化合物的分子稳定性这一要求变得更加迫切。现在面临最主要的挑战是如何平衡不相容的能量与稳定性[19]，急需开发能在稳定性和高能量之间具有良好平衡的高性能含能材料。在过去的几十年里，杂环与高能基团的结合已成为设计富氮高能化合物的一种被广泛接受的方法[27]。其中，高能基团[28]包括硝基、硝基氨基、二硝基甲基和三硝基甲
【参考文献】：
期刊论文
[1]3,4,5-三硝基吡唑及其衍生物的研究进展[J]. 吴军鹏,曹端林,王建龙,刘洋,李永祥. 含能材料. 2016(11)
[2]5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺的热分解动力学[J]. 王俊峰,杨云峰,张春园,王小军,张晓鹏. 火炸药学报. 2015(02)
博士论文
[1]三唑类富氮化合物的合成、结构及其性能研究[D]. 张英豪.北京理工大学 2016
[2]高氮含能化合物的分子设计与性能预测[D]. 卫涛.南京理工大学 2015
硕士论文
[1]含氮杂环系列含能材料的结构与性能研究[D]. 张宝荣.武汉理工大学 2010
本文编号：3250506
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