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基于唑类离子的含能离子盐的研究进展

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ｒ ａ ｚ ｏ ｌ ｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ，ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ａ ｔ ｈ ｏｍ ｅ ａ ｎｄ ａ ｂｒ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｎｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｆ ｉ ｖ ｅ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ，ｔ ｈｅ ｒ ｅ —
唑类含能盐的研究重点将基于量化计算 ， 使 用 简 化 的合 成 路 线 ， 合成出等效安全的新型含能离子盐 。
关键词 ： 唑类含能盐 ； 含能材料 ； 生成焓 ； 爆 轰 性 能
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ １ ８ ６ ８ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ４ ３ ８ １ ． ２ ０ １ ５ ． １ １ ． ０ １ ６
富氮化合 物是 近年 来 发展起 来 的一 种新 型含 能 材
基 于 唑 类 离 子 的 含 能 离 子 盐 的 研 究 进 展
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ａｚ ｏ ｌ ｅ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｉ ｏ ｎｉ ｃ Ｓａ ｌ ｔ ｓ
王双 洁 ， 管 萍， 胡小 玲 ， 田 甜
摘要 ： 近 年 来 唑类 含 能 盐 已成 为 新 型 含 能 材 料 的研 究 热 点 ， 以咪唑 、 １ ， ２ ， ３ － 三唑 、 １ ， ２ ， ４ 一 三 唑 以 及 四 唑 含 能 离 子 盐 为 代 表 的唑类含能盐的研究和应用发展迅猛。根据近五年来国内外在该领域的研究成果 ， 综 述 了各 类 唑类 含 能 盐 的 研 究 成 果 。
中图分类号 ： Ｏ６ ２
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ － ４ ３ ８ １ （ ２ ０ １ ５ ） １ １ － ０ ０ ９ ８ — ０ ８
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｚ ｏ ｌ ｅ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｅ ｎｅ ｒ ｇｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｌ ｔ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂｅ ｃ ｏｍｅ ｏ ｎｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｏｔ ｔ ｏｐ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｏｆ ｎｅ ｗ ｅ ｎｅ ｒ ｇｅ ｔ ｉ ｃ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙｅ ａ ｒ ｓ，ｅ ｓ ｐｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｃ ｏｎｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｉ ｍｉ ｄ ａ ｚ ｏ ｌ ｅ，１， ２， ３ － ｔ ｒ ｉ ａ ｚ ｏ ｌ ｅ，１， ２， ４ 一ｔ ｒ ｉ ａ ｚ ｏ ｌ ｅ ａ ｎｄ ｔ ｅ ｔ －
（ 西北 工业 大学 理学 院 教 育部 空 间应用物 理 与 化 学 重点实 验室 ， 西安 ７ １ ０ １ ２ ９ ）
ｗ ＡＮＧ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ — ｊ ｉ ｅ ， ＧＵＡＮ Ｐｉ ｎ ｇ， ＨＵ Ｘｉ ａ ｏ — ｌ ｉ ｎ ｇ ， ＴＩ ＡＮ Ｔｉ ａ ｎ
（ Ｔｈ ｅ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｓｐａ ｃ ｅ Ａ ｐｐ ｌ ｉ ｅ ｄ Ｐｈｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ａ ｎｄ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ
第４ ３卷
第 １ １ 期
材 料 工 程
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ Ｍ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ＯＶ ． ２Ｏ１ ５
Ｎ Ｏ． １１ Ｐ Ｐ． ９８— １０ ５
２ ０ １ ５年 ｌ １月 第 ９ ８ —１ ０ ５页
ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕｓ ｅ ｎｅ ｒ ｇｅ ｔ ｉ ｃ ｉ ｏ ｎｉ ｃ ｓ ａ ｌ ｔ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ ａ ｚ ｏ ｌ ｅ ｓ ｗａ ｓ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｔ ｕｒ ｅ。ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｍ— ｐ ｈａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ ｚ ｏｌ ｅ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｌ ｔ ｓ ｗｉ ｌ ｌ ｂｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｑ ｕａ ｎｔ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｎｄ ｕ ｓ ｅ ｓ ｉ ｍｐｌ ｅ ｓ ｙｎ — ｔ ｈｅ ｓ ｉ ｓ ｒ ｏｕ ｔ ｅ ｔ ｏ ｓ ｙ ｎｔ ｈｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐｅ ｏ ｆ ｈｉ ｇ ｈ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｃ ｕｒ ｅ ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉ ｏｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｌ ｔ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ａ ｚ ｏ ｌ ｅ — ｂａ ｓ ｅ ｄ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｌ ｔ ； ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ； ｅ ｎｔ ｈ ａ ｌ ｐｙ ｏ ｆ ｆ ｏｒ ｍａ ｔ ｉ ｏｎ； ｄ ｅ ｔ ｏｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏｒ ｍａ ｎｃ ｅ
（ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ， Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ
Ｐｏｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ． Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ Ｏ １２ ９． Ｃｈｉ ｎａ ）

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新一代起爆药设计与合成研究进展

新一代起爆药设计与合成研究进展

收稿日期：２ ０ １ １ ０ ５ ０ ３ ；修回日期：２ ０ １ １ ０ ７ ０ ９ 作者简介：盛涤伦（ １ ９ ５ ６－） ， 男， 研究员， 硕士， 主要从事新 型 起 爆 药 研 究与应用开发工作。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ：ｓ ｈ ｄ ｌ １ ９ ９ ８ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｍ
１ ０ ］ 热稳定性较好 ［ 。由于氮上的孤对电子使其配位能
力很强， 成盐和形成 配 位 化 合 物 后 可 设 计 成 多 种 起 爆
１ １ ］ 药。１ ， ５ ＤＴ Ａ的合成方法报道较多 ［ ， 先前合成方法
５ Ｎ Ｔ用作为合成中间体或配体时， 常常使用含水
７ ］ 的钠盐（ ５ Ｎ ａ Ｎ Ｔ ） ， 合成产率为 ７ １ ． ５ ％［ （ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ２ ） 。
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ，Ｖ ｏ ｌ ． ２ ０ ，Ｎｏ ． ３ ，２ ０ １ ２（ ２ ６ ３－ ２ ７ ２ ）
含能材料
ｗ ｗ ｗ ． ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ． ｏ ｒ ｇ ． ｃ ｎ
Ｃ ＨＩ Ｎ Ｅ Ｓ ＥＪ ＯＵ Ｒ Ｎ Ａ ＬＯＦＥ Ｎ Ｅ Ｒ ＧＥ Ｔ Ｉ Ｃ ＭＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｉ Ａ Ｌ Ｓ
含能材料
２ ０ １ ２年 第 ２ ０卷 第 ３期 （ ２ ６ ３－ ２ ７ ２ ）
櫒櫒櫒櫒毃
２ ６ ４
盛涤伦，朱雅红，蒲彦利
由于高氮化合物含有大量的 Ｎ— Ｎ、 Ｎ— Ｃ高能量 的化学键， 具有很高的正生成焓， 低碳氢含量利于迅速 达到零氧平衡， 可提高分子密度及能量， 且分解产物污 染小。特别是高氮杂 环 配 位 化 合 物 的 结 构， 可以通过 非铅低毒中心金属 离 子 的 选 择 设 计 化 合 物 的 稳 定 性， 高氮杂环配体结构和 数 量 的 选 择 设 计 爆 炸 威 力， 外界 氧化离子的选择或成盐效应设计调节化合物的反应活 性与感度。因此， 高氮 杂 环 化 合 物 是 一 类 很 有 潜 力 和 前途的起爆药。 本文概述了新一代高氮杂环起爆药的合成研究进 展及其在火工药剂领域的应用技术研究。 ２ ． ２ ５ 肼基四唑（ ５ ＨＴ ） ５ ＨＴ与 ５ ＮＴ相比， 是将硝基 Ｎ— Ｏ 键改为 Ｎ— Ｎ
基于有机阴离子的含能离子盐研究进展

基于有机阴离子的含能离子盐研究进展

合 物 ， 是 二硝酰 胺 负离 子 常 被 用 于制 备 可 用 作无 但 毒 氧化 剂 的 盐口 Ｊ 一 胺一 ， ， 一 唑 含 能 离 子 。４硝 １ ２ ４三
盐 和 １硝胺一 ， ，一 唑 含 能 离 子 盐 的分 解 温 度 为 一 １ ２ ３三
四唑 含 能离 子 盐 ｌ 该 化合 物 密 度 为 １ ７ ／ ｍ。 １ 引， ．４ ｃ ， ｇ
第 ３ ５卷 第 ３期
２０ １ ２年 ６月
火 炸 药 学 报
Ｃｈｉ ｓ ｏ ｒ ｌｏ ｐｌ ｓｖ ｓ＆ Ｐｒ ｐｅｌ ｎｔ ｎｅ ｅ Ｊ ｕ ｎａ ｆＥｘ ｏ ｉｅ ｏ ｌａ ｓ
基 于有 机 阴离 子 的含 能 离 子 盐研 究 进展
黄 海丰 周 智 明 ，
（ ． 京 理 工 大 学 化 工 与 环 境 学 院 ， 京 １０ ８ ； １北 北 ０ ０ １
二 硝 酰 胺 负 离 子 发 展 到 以 有 机 阴 离 子 为 主 ， ４硝 如 一
代物； 二是 Ｒ ＤＸ或 ＨＭＸ替代 物 。
Ｂ炸药广 泛 用于填 装 各种 弹 药和 爆破 器 材 。但
Ｂ炸 药 的 安 全 性 能 欠 佳 ， 在 难 以 克 服 的 渗 油 问 存 题 和装 药底 隙 裂纹［ 两个 缺点 。 目前 ， 望代 替 ］ ３ 有 ＴＮＴ用 于熔 铸 炸药 的低 熔 点 单 质 炸 药 有 ２ ４二 硝 ，一
炸药 的新 的 Ｔ ＮＴ 替代 物 。 近年 来 含 能 离 子 盐 已 取 得 了 大 量 的 研 究 成 果 ｌ ， 国 Ｋｌｐ ｔｅ小 组 和美 国 Ｓ ｒｅｅ小 组 走 ＿ ５ 德 ａ Ｏｋ ｈ ｅｖ 在含 能离 子 盐 研 究 的 最 前 沿 。含 能 离 子 盐 的 阴 离 子从最 初 的简单 无 机 阴离 子 ， 硝 酸根 、 氯 酸根 、 如 高
起爆药研究最新进展

起爆药研究最新进展

起爆药研究最新进展潘鹏阳，王可欣，易镇鑫，张琳，朱顺官（南京理工大学化工学院，江苏南京210094）摘要：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。

关键词：起爆药；四唑类化合物；呋咱类化合物；稠环类化合物；配位化合物；叠氮化铜；纳米铝热剂中图分类号：TJ55；O64文献标志码：ADOI ：10.11943/CJEM20202641引言起爆药是一类较为敏感的含能材料，容易受外界的刺激激发。

在外界能量输入下，起爆药快速地由燃烧转为爆轰，起爆猛炸药。

当前，叠氮化铅（LA ）与斯蒂芬酸铅（LS ）是最常用的起爆药。

但由于铅基起爆药对人体和环境都有害，因此开发新型绿色安全起爆药是重要发展趋势。

为此，研究人员对新型绿色起爆药提出了以下要求［1］：（1）不含重金属Hg 、Pb 、Cd 、Cr 等；（2）热稳定性好，分解温度大于200℃；（3）感度适中；（4）原材料来源广泛，成本低；（5）工艺简单，产率高，对环境危害小；（6）起爆能力强；（7）在存储期内化学性能稳定。

世界各国纷纷进行了新一代起爆药的研究工作。

美国自20世纪90年代就开始展开了关于替代叠氮化铅的项目，从一百多种设计的备选分子中，筛选出9种进行了一系列的性能测试以及雷管试验［2］。

基于丙二腈的含能化合物的合成研究进展

基于丙二腈的含能化合物的合成研究进展

ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｉｔｈ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.
[ ＫＥＹＷＯＲＤＳ] ｍａｌｏｎｏｎｉｔｒｉｌｅꎻ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌꎻ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎻ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍꎻ ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
含能 化 合 物ꎻ 基 于 氰 基 的 反 应 活 性ꎬ 可 以 合 成 四
水环化构成呋咱的核心骨架 ３￣氨基￣４￣酰胺肟基呋
可以合成典型的含能结构单元呋咱环 [２] 及呋咱类
唑
[３]
、异呋咱
[４]
含能结构单元ꎻ基于由丙二腈转化
的典型含能化合物 ３￣氨基￣４ 氰基呋咱分子中的氨
基的反应活性ꎬ可以构建偶氮桥 [５] 和醚桥联 [６] 等含
３
[２０]
ꎮ 因此ꎬ设计
和合成 Ｃ—Ｃ 键连接的三呋咱类化合物是获得具有
优异能量特性的含能化合物的有效方法 [２１] ꎮ
如图 ３ 所示ꎬ３￣氨基￣４￣酰氯肟基呋咱在 ２ ~ ４ ℃
下ꎬ与 Ｎａ２ ＣＯ３ 溶液反应得到化合物 １２ꎬ再经还原得
到二氨基三呋咱(１３)
[２２]
ꎮ 周彦水等
[７]
用过氧硫酸
氮含能化合物ꎮ
以丙二腈为原料可以合成 ３ꎬ４￣二(３￣硝基呋咱￣
４￣基) 氧化呋咱( ＤＮＴＦ)
唑二羟胺盐( ＨＡＴＯ)
[９]
[７￣８]
、１ꎬ１￣二羟基￣５ꎬ５￣联四
等性能优异的含能材料ꎮ 归
纳总结了基于丙二腈的含能化合物的设计思路和合
成路线ꎬ为今后设计、合成性能优异的新型含能材料