二硝基甘胍衍生物的合成研究(4)

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以美国为首的西方国家素来极为重视在高能钝感炸药方面的研究，并始终处于前沿地位。20 世纪 80 年代以来，TATB 和 NTO 逐步推广应用到核武器和高

级常规兵器中，武器装备的低易损化正逐步实现。在其它方面，多种新型高能钝感炸药的研究也有很大进展。例如：新型不敏感硝基化合物炸药 FOX-7 (1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯)[14-16]，其感度低于 RDX，而性能与 RDX 相当，其能量预测为 HMX 的 85%到 90%，对聚合物的相容性好，分子稳定性较高，是一种理想的不敏感炸药候选物。同时，FOX-7 也可以制备成不同的炸药配方。LLM-105 (2,6- 二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物)[17]，其性能在 TATB 和 HMX 之间，能量比 TATB 高 15%，是 HMX 的 85%，热稳定性好、爆速低，是一种性能优异的不敏感炸药。经过美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室对 LLM-105 粘结炸药配方[18]的相关研究，结论表明其前途相当不错。

不过，低易损炸药研究毕竟处于初步阶段，也存在一些不足的地方。如 TATB 含能量偏低，只相当于 HMX 的 65%，就在提供高能量方面有些不足。开发能量达到 HMX 的 90%，感度接近 TATB 的高能钝感炸药也成为了科技工作者正积极研究的一个课题，以求在未来战场上拥有绝对的优势。新出现的 LLM-105、FOX-7、 NTO 等，能量比 TATB 高了大约 20%，但对于能量达到 HMX 的 90%，还是不够，而且造价很高，真正实际应用还很难，但这些研究也表明了他们的目标和高度积极寻找高能顿感炸药。在我国，TATB 因其高昂生产成本、杂质易影响性能、产品难精制等问题并没有得到大范围推广和应用。这对正在发展的我国负担无疑是很重的，所以要迫切找到性能与 TATB 相近，成本低廉，精制简单的替代品。

1.2 氮杂环类含能材料

高能量密度材料(HEDM)以其高性能和敏感性、环境兼容度的降低得到了各国化学家们的青睐，其用途非常广泛。高能量密度材料的研究，具有重大的学术意义，而和深远的应用价值。各个发达国家在此领域展开了系统、深入的研究，己经自主合成了很多种新型高能密度材料，并应用到材料、航天、国防军事，民用爆破等地方，相对而言，我国在此方面还很落后[19]。前苏联曾有一个庞大的计划，对高能量密度材料进行了深入系统的研究;二十世纪八十年代，美国为提高火箭和导弹的性能，制定了高能量密度材料计划;随后日本、澳大利亚、加拿大、印度等国也制定了详细的研究计划[20-23], 目前，已经得到大规模生产的是黑索今(RDX)和奥克托今(HMX)[24,25]。来!自~751论-文|网www.751com.cn

新含能材料的合成主要方向是寻找更高爆炸性能、更低感度、化学及热稳定

性更好的化合物。而一个化合物的性能主要决定于它的密度、氧平衡和生成热。其中密度是一个至关重要的因素,因为由润泽提出了Kamlet经验方程[26] ，爆压、爆速是成正比，依赖于密度的。在HEDM领域，一个最新和最重要的进展是氮杂环含能材料的研究。与传统含能材料相比，新型氮杂环含能材料的能量主要来源于环结构中含有的更多高能N-N键、C-N键和更大的环张力。目前国内外各研究机构均希望在这些化合物中寻找到能量密度高、且安全性能优良的第四代含能材料—高能密度材料(HEDM)。氮杂环含能化合物作为一类重要的含能材料，早就引起世界各国的注意。随着科学技术的不断发展，合成新型多氮杂环化合物吸引了越来越多各国化学家们的目光。近年来，出现了一系列含有一个、两个或多个氮原子的氮杂环和全氮含能化合物的合成及性能的研究报道，其应用也几乎涉及到低特征信号推进剂、新型高能钝感炸药和低烟低残渣烟火药等众多含能材料领域。多氮杂环化合物作为高能量密度材料由于其广泛用途及功能，是未来武器的一种基础性关键材料。氮杂环含能材料研究出现了一些非常有价值的成果，表现出很好的稳定性、钝感性和爆炸性能。