（3）笼状化合物

笼状化合物是多个张力环稠合的高度支形结构，具有更大的张力能、密度和生成焓，其中具有代表性的有三棱柱烷、正四面体烷、六棱柱烷、立方烷、金刚烷和正十二面体烷。其中，正四面体烷540 kJ/mol，六棱柱烷和立方烷张力能可达到732 kJ/mol和695 kJ/mol。这些张力环和笼状化合物如果引入了N3、NO2等高能基团，将具有更高的爆炸性能。化合物中的碳原子如果被B、N、P、As、Al、Ga、Si、Ge等原子取代，也有巨大潜力，例如BN三棱柱烷的生成焓比同样含3个N和3个B的平面环结构（硼嗪）高682 kJ/mol，已经成为美国此领域的研究重点。笼状化合物目前已比较成功开发的是HNIW和多硝基立方烷。HNIW是由两个五元环及一个六元环组成的笼形硝胺，六个桥氮原子上各带有一个硝基，分子式为C6H6N12O12，相对分子质量438.28，元素组成中，C的质量分数为16.44%，H的质量分数为38.35%，氧平衡是10.95%。HNIW为一种白色或无色晶体，多晶型物质，常温常压下已发现有四种晶型（α、β、γ及）。HNIW炸药的爆炸能量和机械感度高于HMX，耐热性与RDX相近。在作为耐热炸药使用时，其使用环境及温度条件等与RDX相近较为安全可靠[3]。HNIW的合成成功是硝胺类氧化剂的重大突破。它是迄今为止试验过的能量密度最高的化合物，将它做炸药、推进剂、发射药及火工品的高能组分，能提供未来三军武器系统所要求的“高性能、低危险性且具有较低信号特征的材料”。美国已有年产100 t的中试生产线。美国HNIW推进剂已成功地通过了战术导弹火箭发动机实验，可能在近期内替代含RDX或HMX的固体推进剂，在导弹型号中使用。[4]