雙環(huán)三唑類高氮含能化合物的設(shè)計(jì)與理論研究
發(fā)布時(shí)間：2021-06-26 03:08
在高氮含能化合物快速發(fā)展的今天,雙環(huán)三唑被認(rèn)為是可以改善單三唑環(huán)的能量性質(zhì),生成更高密度、更好穩(wěn)定性、更低感度和更好氧平衡的高氮含能化合物。本論文通過雙環(huán)三唑的多個(gè)化學(xué)修飾位點(diǎn),引入硝化高能基團(tuán)（如:硝基、硝氨基、三硝基甲基）;或通過引入N-氧化物的方法;同時(shí)利用橋連基團(tuán)改善化合物的正生成焓,提高爆轟性能。研究內(nèi)容主要分為以下三部分:（1）基于雙（1-硝胺基-3-硝基-三唑）的理論研究利用雙環(huán)三唑的化學(xué)修飾位點(diǎn),引入硝基、硝氨基高能硝化基團(tuán),形成雙（1-硝胺基-3-硝基-三唑）,再通過不同橋連基團(tuán)連接構(gòu)成C系列含能化合物。該系列化合物具有較高的密度(ρ=1.80-1.88 g·cm-3)和較高的爆轟性能(D=8.33-8.91km·s-1,P=30.84-36.09 GPa)。其中,含氮量較多的橋連基團(tuán)的含能化合物具有優(yōu)異的爆轟性能和較低的感度,如:C4（偶氮基）、C8（二氨基四唑酮）、C10（二氨基四唑）。（2）基于多硝基雙環(huán)三唑的理論研究在雙環(huán)三唑的化學(xué)修飾位點(diǎn)上引入硝基、三硝基甲基高能硝化基團(tuán),形成多硝基雙環(huán)三唑,再通過不同橋連基團(tuán)連接...
【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】：66 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
所示的高氮含能化合物中有較少的C和H，可以幫助提高密度，達(dá)到
西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2表1-1傳統(tǒng)含能化合物Table1-1Traditionalenergeticcompounds化合物結(jié)構(gòu)式密度(g·cm-3)爆速(m·s-1)年份及國家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年德國[22]三氨基三硝基苯（TATB）1.9476001987年美國[23]1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四唑嗪（HMX）1.9191001899年德國[21]六硝基六氮雜異伍茲烷（CL-20）2.0497301987年美國[24]1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪（LLM-105）1.9185601995年美國[26]八硝基立方烷（ONC）1.98101002000年美國[25]而如圖1-1所示的高氮含能化合物中有較少的C和H，可以幫助提高密度，達(dá)到良好的氧平衡，使每克高能化合物產(chǎn)生更多摩爾的氣態(tài)產(chǎn)物，因此較高的含氮量具有積極作用。在高氮含能化合物中[16]，N-N（160kJ·mol-1）、N=N（418kJ·mol-1）與N≡N（954kJ·mol-1）的平均鍵能差異很大，因此氮氮鍵之間的轉(zhuǎn)換一般伴隨著巨大的能量。由于富氮含能化合物的大部分能量來自正生成焓，那么正生成焓與分子的氮含量密切相關(guān)。但是氮分子的產(chǎn)生則會產(chǎn)生巨大的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力，這就解釋了為什么許多富氮
1緒論3含能化合物常具有不穩(wěn)定性。圖1-1精選的富氮含能化合物Figure1-1SelectedNitrogen-RichEnergeticCompounds盡管高能量始終是含能材料的首要要求，但由于實(shí)際應(yīng)用中與安全相關(guān)的問題數(shù)量急劇增多[17]，同時(shí)高能量也總是伴隨著分子穩(wěn)定性的降低[18]。因此，人們對高能化合物的分子穩(wěn)定性這一要求變得更加迫切。現(xiàn)在面臨最主要的挑戰(zhàn)是如何平衡不相容的能量與穩(wěn)定性[19]，急需開發(fā)能在穩(wěn)定性和高能量之間具有良好平衡的高性能含能材料。在過去的幾十年里，雜環(huán)與高能基團(tuán)的結(jié)合已成為設(shè)計(jì)富氮高能化合物的一種被廣泛接受的方法[27]。其中，高能基團(tuán)[28]包括硝基、硝基氨基、二硝基甲基和三硝基甲
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]3,4,5-三硝基吡唑及其衍生物的研究進(jìn)展[J]. 吳軍鵬,曹端林,王建龍,劉洋,李永祥. 含能材料. 2016(11)
[2]5,5′-聯(lián)四唑-1,1′-二氧二羥胺的熱分解動(dòng)力學(xué)[J]. 王俊峰,楊云峰,張春園,王小軍,張曉鵬. 火炸藥學(xué)報(bào). 2015(02)
博士論文
[1]三唑類富氮化合物的合成、結(jié)構(gòu)及其性能研究[D]. 張英豪.北京理工大學(xué) 2016
[2]高氮含能化合物的分子設(shè)計(jì)與性能預(yù)測[D]. 衛(wèi)濤.南京理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]含氮雜環(huán)系列含能材料的結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 張寶榮.武漢理工大學(xué) 2010
本文編號：3250506
【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】：66 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
所示的高氮含能化合物中有較少的C和H，可以幫助提高密度，達(dá)到
西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2表1-1傳統(tǒng)含能化合物Table1-1Traditionalenergeticcompounds化合物結(jié)構(gòu)式密度(g·cm-3)爆速(m·s-1)年份及國家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年德國[22]三氨基三硝基苯（TATB）1.9476001987年美國[23]1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四唑嗪（HMX）1.9191001899年德國[21]六硝基六氮雜異伍茲烷（CL-20）2.0497301987年美國[24]1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪（LLM-105）1.9185601995年美國[26]八硝基立方烷（ONC）1.98101002000年美國[25]而如圖1-1所示的高氮含能化合物中有較少的C和H，可以幫助提高密度，達(dá)到良好的氧平衡，使每克高能化合物產(chǎn)生更多摩爾的氣態(tài)產(chǎn)物，因此較高的含氮量具有積極作用。在高氮含能化合物中[16]，N-N（160kJ·mol-1）、N=N（418kJ·mol-1）與N≡N（954kJ·mol-1）的平均鍵能差異很大，因此氮氮鍵之間的轉(zhuǎn)換一般伴隨著巨大的能量。由于富氮含能化合物的大部分能量來自正生成焓，那么正生成焓與分子的氮含量密切相關(guān)。但是氮分子的產(chǎn)生則會產(chǎn)生巨大的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力，這就解釋了為什么許多富氮
1緒論3含能化合物常具有不穩(wěn)定性。圖1-1精選的富氮含能化合物Figure1-1SelectedNitrogen-RichEnergeticCompounds盡管高能量始終是含能材料的首要要求，但由于實(shí)際應(yīng)用中與安全相關(guān)的問題數(shù)量急劇增多[17]，同時(shí)高能量也總是伴隨著分子穩(wěn)定性的降低[18]。因此，人們對高能化合物的分子穩(wěn)定性這一要求變得更加迫切。現(xiàn)在面臨最主要的挑戰(zhàn)是如何平衡不相容的能量與穩(wěn)定性[19]，急需開發(fā)能在穩(wěn)定性和高能量之間具有良好平衡的高性能含能材料。在過去的幾十年里，雜環(huán)與高能基團(tuán)的結(jié)合已成為設(shè)計(jì)富氮高能化合物的一種被廣泛接受的方法[27]。其中，高能基團(tuán)[28]包括硝基、硝基氨基、二硝基甲基和三硝基甲
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]3,4,5-三硝基吡唑及其衍生物的研究進(jìn)展[J]. 吳軍鵬,曹端林,王建龍,劉洋,李永祥. 含能材料. 2016(11)
[2]5,5′-聯(lián)四唑-1,1′-二氧二羥胺的熱分解動(dòng)力學(xué)[J]. 王俊峰,楊云峰,張春園,王小軍,張曉鵬. 火炸藥學(xué)報(bào). 2015(02)
博士論文
[1]三唑類富氮化合物的合成、結(jié)構(gòu)及其性能研究[D]. 張英豪.北京理工大學(xué) 2016
[2]高氮含能化合物的分子設(shè)計(jì)與性能預(yù)測[D]. 衛(wèi)濤.南京理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]含氮雜環(huán)系列含能材料的結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 張寶榮.武漢理工大學(xué) 2010
本文編號：3250506
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