CL-20/硝基咪唑共晶的制备、表征及性能研究

发布时间：2021-05-18 08:34

　　由于现代武器系统对弹药毁伤效能和战场生存能力要求的不断提高,传统含能化合物已逐渐不能满足弹药对含能材料未来发展的需求。高能量、低感度的单质炸药成为了含能材料领域追求的目标。2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷（CL-20）作为目前密度最大、爆轰能量最高的可工程化制备的单质炸药,被认为是替代HMX作为军用主炸药的最有潜力的高能炸药,但CL-20的推广应用却一直受到其机械感度高和晶体不稳定等因素的制约。目前,共晶技术已成为对CL-20降感的研究热点,这即能保证其爆轰能量不被大幅削减,又能有效改善其感度。虽然近十年来,多个CL-20共晶已被报道,但配体的高效理论筛选方法、配体成系列的CL-20共晶以及CL-20共晶的构效关系的研究还未见报道。本文以“理论指导,试验验证”的思想出发,利用分子表面静电势极值分布规律对CL-20共晶的配体进行快速筛选,运用单晶衍射法验证配体与CL-20形成了共晶,同时对CL-20共晶的构效关系开展研究。本文的主要研究工作和取得的成果如下:1.提出了配体化合物分子表面静电势极值分布规律,采用Gaussian和Multiwfn... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1.绪论
    1.1 引言
    1.2 共晶概况
        1.2.1 共晶的形成机理
        1.2.2 共晶的制备方法
        1.2.3 共晶的表征方法
    1.3 国内外含能共晶研究现状
        1.3.1 CL-20 共晶
        1.3.2 TNT共晶
        1.3.3 HMX共晶
        1.3.4 BTF共晶
        1.3.5 含能共晶的研究成果及问题
    1.4 论文的研究目的意义、主要研究内容
        1.4.1 研究目的及意义
        1.4.2 主要研究内容
2.基于静电势极值分布规律的CL-20 共晶设计理论
    2.1 共晶设计常用方法
        2.1.1 氢键法
        2.1.2 配对能法
        2.1.3 类比法
    2.2 CL-20 共晶的设计
        2.2.1 CL-20 构型探讨
        2.2.2 配体分子结构分析
        2.2.3 配体分子静电势极值分布规律研究
        2.2.4 基于静电势极值分布规律筛选CL-20 共晶的含能配体
    2.3 小结
3.CL-20 共晶的制备及表征
    3.1 CL-20 共晶制备的方法选择
    3.2 CL-20 共晶制备的溶剂选择
    3.3 CL-20/1,4-DNI(1:1)共晶制备及表征
        3.3.1 实验前躯体、试剂及仪器
        3.3.2 CL-20/1,4-DNI(1:1)共晶的制备
        3.3.3 CL-20/1,4-DNI(1:1)共晶的表征
    3.4 CL-20/2,4-MDNI(1:1)共晶制备及表征
        3.4.1 实验前躯体、试剂及仪器
        3.4.2 CL-20/2,4-MDNI(1:1)共晶的制备
        3.4.3 CL-20/2,4-MDNI(1:1)共晶的表征
    3.5 CL-20/4,5-MDNI(1:1)共晶制备及表征
        3.5.1 实验前躯体、试剂及仪器
        3.5.2 CL-20/4,5-MDNI(1:1)共晶的制备
        3.5.3 CL-20/4,5-MDNI(1:1)共晶的表征
    3.6 CL-20/4,5-MDNI(1:3)共晶制备及表征
        3.6.1 实验前躯体、试剂及仪器
        3.6.2 CL-20/4,5-MDNI(1:3)共晶的制备
        3.6.3 CL-20/4,5-MDNI(1:3)共晶的表征
    3.7 小结
4.CL-20 共晶的性能研究
    4.1 测试仪器及预测方法介绍
    4.2 CL-20/1,4-DNI(1:1)共晶的性能
        4.2.1 热性能
        4.2.2 撞击感度
        4.2.3 爆轰性能
    4.3 CL-20/2,4-MDNI(1:1)共晶的性能
        4.3.1 热性能
        4.3.2 撞击感度
        4.3.3 爆轰性能
    4.4 CL-20/4,5-MDNI(1:1)共晶的性能
        4.4.1 热性能
        4.4.2 撞击感度
        4.4.3 爆轰性能
    4.5 CL-20/4,5-MDNI(1:3)共晶的性能
        4.5.1 热性能
        4.5.2 撞击感度
        4.5.3 爆轰性能
    4.6 小结
5.CL-20 共晶的构效关系研究
    5.1 含能配体对CL-20 共晶性能的影响
        5.1.1 配体密度对CL-20 共晶密度的影响
        5.1.2 配体熔点对CL-20 共晶熔点的影响
        5.1.3 配体感度对CL-20 共晶感度的影响
        5.1.4 配体爆速对CL-20 共晶爆速的影响
    5.2 密度对CL-20 共晶爆速的影响
        5.2.1 堆积系数对CL-20 共晶密度的影响
        5.2.2 分子间作用力对CL-20 共晶密度的影响
        5.2.3 密度对CL-20 共晶爆速的影响
    5.3 氧平衡对CL-20 共晶感度及爆轰性能的影响
        5.3.1 氧平衡对CL-20 共晶感度的影响
        5.3.2 氧平衡对CL-20 共晶爆速的影响
    5.4 小结
6.结论与展望
    6.1 结论
    6.2 论文取得的创新性成果
    6.3 问题与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表论文和科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]一种新型苯并咪唑-酰腙衍生物用于比色和荧光识别F-和AcO-[J]. 李英俊,赵月,靳焜,刘季红,周晓霞,杨凯栋.  有机化学. 2019(04)
[4]基于氢键的超分子自组装:缔合方式及稳定性[J]. 裴强.  信阳师范学院学报(自然科学版). 2018(01)
[5]1,2,3-三唑类化合物在分子识别中的应用[J]. 肖立伟,任萍,景学敏,任丽磊,李政,戴富才.  有机化学. 2017(12)
[6]TATB/HMX共晶炸药的制备及性能研究[J]. 侯聪花,刘志强,张园萍,陈云阁,张诗敏.  火炸药学报. 2017(04)
[7]含能共晶技术研究进展[J]. 豆荣荣,Zerraza-sofiane,张教强,周宏玉,石慧敏.  材料导报. 2017(09)
[8]HMX/ANPZO共晶炸药的制备及表征[J]. 刘皓楠,王建华,刘玉存,于雁武,袁俊明.  火炸药学报. 2017(02)
[9]TNT/TNCB共晶炸药的制备及表征[J]. 马媛,黄琪,李洪珍,谭碧生,刘玉存,杨宗伟.  含能材料. 2017(01)
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本文编号：3193490