新型含能材料LLM-105的研究进展

主要介绍了新型高能低感炸药1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)的国内外研究现状。通过对其合成、性能、理论计算等方面研究情况的分析,指出了目前研究中存在的一些问题和不足,同时展望了LLM-105未来的研究方向。

新型含能粘合剂羟烷基纤维素醚硝酸酯分子设计及合成

为探索羟烷基纤维素醚硝酸酯的结构与性能关系,借助Materials Studio软件中的Synthia模块模拟了摩尔取代度(MS)为1的羟乙基纤维素醚硝酸酯(NHEC)、羟丙基纤维素醚硝酸酯(NHPC)和二羟丙氧纤维素醚硝酸酯(NGEC)的结构,并预测了它们的含氮量、玻璃化转变温度和杨氏模量。实验合成了相应的MS=1的纤维素醚及其最大含氮量的硝化产物,并确定了合适的反应条件:硝化体系HNO3与有机溶剂质量比为50∶50,纤维素醚与硝化体系质量预比为1∶50,反应温度22℃,反应时间30 min。通过元素分析、拉伸和动态力学测试方法测定了产物的相关性能,发现Synthia估算的含氮量、玻璃化转变温度、杨氏模量性能数据与实测结果有偏差,尤其在对杨氏模量的预测上偏差较大,但其模拟的性能变化趋势E0(NGEC)>E0(NHPC)>E0(NHEC)与实际一致,表明Synthia模块对本体系的性能估算属定性预测。

含能材料分子设计与性能预测研究

利用分子设计软件预测含能材料的物化性能及爆炸参数,并与实测值进行了比较。结果表明,TNT分子理论预测值与实测值基本一致;八硝基立方烷的爆炸参数,除爆速相差较大外,其他参数与实测值接近。

含能材料量子化学计算方法综述

概述了量子化学基础理论,详细综述了含能材料关键参数(密度、生成热、爆热、爆速、爆压和撞击感度)的计算方法,并比较这些方法的特点和适用范围。介绍了CHEET A、EXPLO5等计算软件在含能材料领域的应用。最后,为满足新一代材料高能稳定与绿色环保的综合要求,设计了20种新型高氮含能分子,运用上述量子化学方法估算了其物化和含能性质,并提出了新型含能化合物的设计原则:(1)高氮分子骨架;(2)零氧平衡;(3)基团调节修饰,以期促进含能材料的发展。附参考文献76篇。

含能增塑剂的设计研究进展

含能增塑剂是固体推进剂的重要组成部分,对推进剂基体的能量、燃速、稳定性等性能有显著影响。目前,随着现代化武器装备对低感度、极端环境耐受等性能的特殊需求,在某一方面具备性能优势的新型增塑剂逐渐成为了研究重点。文章系统综述了2012~2022年间有关新型含能增塑剂的研究报道,汇总了其分子设计、合成、物化性质及应用测试等相关内容,梳理了研究中存在的问题,给出了新型含能增塑剂的发展趋势与应用前景,以期为其设计、性能表征和推进剂配方的研制等提供参考。

五类新型双环四唑含能化合物的设计与性能研究

以四唑为母体结构单元,引入多种高能取代基和桥连基团进行修饰,设计了A~E五类35种新型双环四唑含能化合物。运用密度泛函理论在B3LYP/6-311G(d,p)基组水平上,计算分析了所设计的35种化合物的电子特性及爆轰性能,并与HMX等炸药的爆轰参数进行了比较。结果表明,所设计的5类含能化合物密度范围为1.5559~2.0510 g/cm^(3),生成焓范围为490.79~1607.39 kJ/mol,爆速范围为7590~10110 m/s,爆压范围为23.34~48.44 GPa。当取代基团为硝基、硝胺基和三硝基甲基,桥连基团为-N(NO_(2))-CH_(2)-N(NO_(2))-、-N N(O)-和-N N-时,化合物密度为1.90~2.0510 g/cm^(3),爆速为9000~10110 m/s,生成焓为916~1607 kJ/mol,能隙值为1.45~5.62 eV,是具有优异性能的高能量高密度的潜在含能化合物。

含能材料分子设计与性能预估研究

本文应用主成分分析(PCA)、遗传算法(GA)等方法进行变量选择确定对含能材料爆轰性能影响显著的分子结构描述符,再用偏最小二乘(PLS)和人工神经元网络等方法建立含能材料预测模型。通过预测模型进行计算,预测密度、爆速、生成焓和爆压等爆轰性能参数。与已知的爆轰性能参数比较,其准确度可达到98%。这说明了模型的准确性,可以用于未知含能材料的爆轰性能的预测。