四种耐热含能化合物电子结构的第一性原理研究

本文模拟计算了2,2’,4,4’,6,6’-六硝基联苯(HNBP)、2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯乙烯(HNS)、2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑(DPO)和5,5’-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2’-双(1,3,4-噁二唑)(TKX-55)四种耐热含能化合物的分子结构、Mulliken电荷布居、分子静电势(MEP)和Hirshfeld表面,通过研究其分子特性、电子特性以及分子间相互作用,以了解高耐热性含能化合物的耐热机理.结果表明,桥连接结构的复杂性以及分子间强氢键相互作用会增强含能化合物的稳定性.此外,本研究还发现中间基团的加入会对四种含能化合物分子两侧芳香环上碳原子的电荷分布以及分子表面正负静电势区域面积产生一定的影响.

耐热含能化合物合成研究进展

从分子设计、合成路线及性能评价等方面简要综述了近十年来报道的热分解温度高于300℃的耐热含能化合物。从分子骨架上看,这些耐热含能分子主要包括单环、稠杂环、联杂环类以及离子盐等。其中,稠杂环和联杂环类是当前耐热含能材料发展的基本特征和主要方向。对含能分子结构与性能的总结分析,构建大共轭和氢键体系是目前提高分子热稳定性的有效策略。合理设计和布局共轭稠杂环和联杂环类骨架,引入氢键系统以及进一步扩大共轭结构将有望实现超高温耐热含能分子构建。