二氟氨基二硝甲基芳香杂环含能材料的理论研究

近几十年以来,传统含能材料的发展遇到了瓶颈.如何继续提高能量水平,打破瓶颈,是这一领域亟待攻克的难题.氟是比氧更强的氧化剂,预期分子内引入氟可以进一步提高能量水平,因此设计了13种二氟氨基二硝甲基取代的芳香杂环含能材料分子.为了保证这些分子合成的可能性,所有结构设计都是从已有的中间体出发,并且原则上均可经由成熟的合成方法转化为目标分子.对它们的分子结构、初始热分解机理以及能量特性进行的理论研究表明,多数分子具有足够的动力学稳定性.本工作通过深入分析,揭示了分子结构与动力学稳定性之间的关系.使用硝酸酯增塑聚醚(NEPE)固体推进剂配方对这些分子的能量特性进行了理论评价,最终优选出4种分子,其中最好的一个不仅动力学稳定性较好,而且配方比冲高达280.1 s,比传统的环四亚甲基四硝胺(HMX)配方提高了8.4 s.

N—F键调控的高能量密度化合物合成与性能研究进展

与传统N—O含能材料相比,N—F键调控的含能化合物因具有密度大、比冲高、与高热值金属燃烧放热量大等独特优势而受到各国研究人员的广泛关注.依据结构特点,N—F键含能化合物涵盖氟氮唑类含能化合物、二氟氨基二硝甲基化合物、偕二氟氨基化合物以及二氟氨基聚合物等4类含能化合物.综述了N—F键调控的含能化合物研究进展,重点探讨了N—F单键和二氟氨基引入策略以及其相关含能衍生物的合成技术途径,评述了典型氟氮含能化合物物化与爆轰性能.发展高效、安全、便捷的N—F键和二氟氨基合成方法,开发结构稳定、感度适中的新型N-氟唑类含能化合物、偕二氟氨基硝胺环状等高能量密度化合物将是含能材料领域重要的发展方向之一.