3-硝基胍-1,2,4-三唑[4,3-b]-s-四嗪及其脒基脲盐的合成与性能研究

以3,6-双(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪为原料,通过取代、环化、酸化反应合成出3-硝基胍-1,2,4-三唑[4,3-b]-s-四嗪(NGTT),自主设计合成了新型含能离子盐3-硝基胍-1,2,4-三唑[4,3-b]-s-四嗪的脒基脲盐(NGTT-M),并采用红外光谱、核磁共振、元素分析等进行了结构表征;优化了关键中间体3-(3,5-二甲基吡唑-1-基)-1,2,4-三唑[4,3-b]-s-四嗪(DMPTT)的合成条件,收率达到82%;采用DSC对比研究了NGTT和NGTT-M的热稳定性,并采用量子化学方法研究了NGTT及其阴离子的几何构型,计算了NGTT和NGTT-M的爆速、爆压及单元比冲等能量性能。结果表明,NGTT和NGTT-M的分解温度分别为250、221.1℃;密度分别为1.77、1.77 g/cm 3;生成焓分别为567.3、500.7 kJ/mol;爆速分别为7 366.8、7 391.9 m/s;爆压分别为23.4、23.0 GPa;燃温分别为2 475.2、1 834.8 K;特征速度分别为1 404.2、1 269.2 m/s;单元比冲分别为2 210.5、2 016.7 N·s/kg,表明NGTT-M具有氮含量高、热稳定性良好、产气量大、燃温低的特点。