端羟基叠氮呋咱醚氧杂丁烷-HTPE嵌段共聚物合成及内增塑性能

针对增塑剂易迁移、渗出进而严重影响聚合物基复合材料物化性能和机械性能的问题,研究通过3-硝基-4-羟基呋咱与3,3-二溴甲基氧杂丁环(BBMO)偶联合成2种新单体3-(4-硝基呋咱-3-氧甲基)-3-溴甲基氧杂环丁烷(BrNFMO)、3,3-二(4-硝基呋咱-3-氧甲基)氧杂环丁烷(BNFMO),以端羟基聚醚(HTPE)为大分子引发剂,在三氟化硼乙醚催化下分别与BrNFMO、BNFMO以及对照组BBMO共聚后叠氮化,制备得到三种内增塑嵌段共聚物,对其进行结构、热分解行为、内增塑性能测试,并对所设计目标共聚单元进行量化计算以评估其爆轰性能。最后对共聚工艺进行了优化,通过“假活性”聚合策略对引入嵌段的程度进行控制。结果表明,该系列新型含能共聚单元具有优于现有叠氮基氧杂环丁烷单体的能量水平。与直接将叠氮基团引入聚合物相比,通过呋咱醚桥联结构将叠氮基团进行引入能够通过内增塑策略获得具有更低玻璃化转变温度T_(g)与黏度的含能共聚物(T_(g)可降低5.27℃,黏度可降低4.90 Pa·s),其热稳定性也得到了提高(T_(d)可提高7.3℃)。

起爆药研究最新进展

叠氮化铅和斯蒂芬酸铅作为最常用的起爆药,在军事和民用方面具有广泛应用,但对环境和人体有严重危害。因此,开发新型绿色起爆药是重要的发展趋势。本研究围绕四唑、呋咱、稠环、配位化合物、叠氮化铜以及纳米铝热剂六类新型起爆药的合成和性能等进行了综述,分析了六类起爆药的优点以及存在的问题:四唑类爆轰性能优异但安全性能较低;呋咱类具有较高的密度,同时氧平衡较好;稠环类化合物的热稳定性高感度低,安全性好;配位化合物通过改变金属离子,配体以及阴离子能够实现感度与能量的调控;叠氮化铜起爆能力很强,但静电感度极高;纳米铝热剂能量密度高,合成简单,绿色环保,但难以实现快速燃烧转爆轰;除叠氮化铜和纳米铝热剂外,其余四类起爆药合成工艺复杂,产率较低。因此,在确保起爆能力强的前提下,降低感度和简化工艺是起爆药下一步工作的重点。

呋咱环构建策略及其含能化合物合成研究进展

呋咱环是一种具有高氮含量、高生成焓及热安定性好的含能结构单元,可设计、合成系列新型含能化合物。介绍了以乙二肟或氧化呋咱为原料构建呋咱环的2种主要方法,探讨了呋咱环化反应机理,并简单评价了其优劣。利用呋咱环上不同取代基的反应特点,综述了单呋咱、偶氮桥、氧桥及稠环呋咱等含能化合物的合成,同时重点介绍了性能优异的典型含能化合物的物化与爆轰性能。目前呋咱环的构建过程存在制备成本高、产率不理想等问题,阻碍了呋咱含能化合物在军事领域的应用,需对其合成工艺路线持续改进,以期获得低成本、高产率的合成方法。

5,10-双(偕二硝基甲基)-呋咱并[3,4-e]双([1,2,4]三唑并)[4,3-a:3',4'-c]吡嗪及其含能离子化合物的合成与性能

以二氨基呋咱(DAF)为原料合成了含能化合物5,10-双(偕二硝基甲基)-呋咱并[3,4-e]双([1,2,4]三唑并)[4,3-a:3',4'-c]吡嗪(BOBTP,七步合成总收率10%),通过中和反应与一系列富氮阳离子搭配制备出了相应的含能离子化合物;采用X-射线单晶衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(~1H NMR、^(13)C NMR)、元素分析等手段对其结构进行了表征;利用热重法(TG)-差示扫描量热法(DSC)测定了它的热分解温度;运用Explore5 v6.02软件计算了其爆轰性能。结果表明,BOBTP的二钾盐(BOBTPK)的晶体属于单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为a=1.9913(3)?,b=0.93491(12)?,c=1.6807(2)?,β=90.160(3)°,V=3129.0(7)?~3,Z=8,D_c=2.103 g·cm^(-3),M=1.752 mm^(-1),F(000)=1976。对所得的基于BOBTP的含能离子化合物,25℃时的实测密度范围为1.62~1.75 g·cm^(-3);热分解反应的onset温度范围为186~232℃;计算爆速大于7500 m·s^(-1),爆压大于20 GPa;实测撞击及摩擦感度较低,其中BOBTP的二羟胺盐的撞击感度为18 J,摩擦感度为240 N。