美國馬里蘭大學(xué)合成出低感高能熔鑄炸藥BNFF

硝基取代雜環(huán)化合物具有高能量、高生成熱的特性，其合成已在含能材料領(lǐng)域有著多年的研究。近日，美國馬里蘭大學(xué)結(jié)合分子理論模擬設(shè)計(jì)，采用新的四步法合成了含能雜環(huán)化合物3,4-雙(4-硝基-1,2,5-噁二唑-3-基)-1,2,5-噁二唑-2-氧化物(BNFF)，該合成方法較為簡單，產(chǎn)物得率高，且易放大。所得產(chǎn)物BNFF具有較高的能量密度(實(shí)測密度為1.875 g·cm-3)、較高且可控的熱穩(wěn)定性(熱分解溫度)、低熔點(diǎn)(109.0 ℃)、低感度(摩擦感度120 N，特性落高31 cm)以及高電子親和能，可作為當(dāng)前熔鑄炸藥配方組分，改善配方穩(wěn)定性，具有較大的應(yīng)用潛力。

源自：TsyshevskyR,PagoriaP,ZhangM,etal.SearchingforLowSensitivityCast-meltHighEnergyDensityMaterials:Synthesis,Characterization,andDecompositionKineticsofBNFF[J].TheJournalofPhysicalChemistryC, 2015, 119: 3509-3521.

美國陸軍武器研發(fā)中心合成出TNBI的雙肼和二銨鹽

在高能炸藥合成領(lǐng)域，4,4′,5,5′-四硝基-2,2′-雙咪唑鹽(TNBI)分子中由于含有兩個(gè)相連的2,4-二硝基咪唑鹽(2,4-DNI)，具有較高的能量密度。美國陸軍將2,2-雙咪唑鹽在含有醋酸銨的乙二醛水溶液中進(jìn)行縮合反應(yīng)獲得TNBI，再將TNBI與陽離子水溶液反應(yīng)，即可獲得TNBI的兩種陰離子鹽，該合成路線成本較低，產(chǎn)物得率高。所得化合物具有高的熱穩(wěn)定性(雙肼鹽和二銨鹽的熱分解溫度分別為269 ℃和220 ℃)、較高的能量密度(密度分別為1.806 g·cm-3和1.786 g·cm-3)和低的機(jī)械感度(雙肼鹽特性落高>100 cm，摩擦感度>360 N；二銨鹽特性落高49.2 cm，摩擦感度>360 N)和靜電火花感度，真空熱安定性好(100 ℃每48 h放氣量：雙肼鹽0.010 mL·g-1，二銨鹽0.044 mL·g-1)，且能量水平接近于RDX(兩種鹽爆速分別為8471 m·s-1和8477 m·s-1),在鈍感彈藥和鈍感推進(jìn)劑配方中可用于替代硝胺類炸藥，具有較大的應(yīng)用潛力。

源自：ParaskosAJ,CookeED,CaflinKC.BishydraziniumandDiammoniumSaltsof4, 4′, 5, 5′-Tetranitro-2, 2′-biimidazolate(TNBI):SynthesisandProperties[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2015, 40(1): 46-49.

美國喬治城大學(xué)利用溶劑效應(yīng)設(shè)計(jì)制備CL-20共晶炸藥

共晶炸藥近五年來成為含能材料基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，其中CL-20作為當(dāng)前炸藥共晶最活躍的單體之一，已報(bào)道其與HMX、TNT、BTF、DNB等多種共晶炸藥的制備技術(shù)。最近，美國喬治城大學(xué)利用溶劑效應(yīng)，設(shè)計(jì)制備了CL-20：三苯基氧化膦(TPPO)=1:2的共晶化合物，其熔化吸熱峰位于123～127 ℃，遠(yuǎn)低于TPPO的熔化吸熱峰(154～158 ℃)和CL-20的轉(zhuǎn)晶吸熱峰(150～190 ℃)。盡管該共晶化合物含有較多非含能組分，用作炸藥在能量上不一定理想，但從溶劑效應(yīng)中可得出一個(gè)共晶化合物的設(shè)計(jì)思路，即采用CL-20分子中沒有的強(qiáng)PO…H相互作用和溶劑效應(yīng)，可設(shè)計(jì)、制備一系列含能共晶。

源自：UrbelisJH,YoungVG,SwiftJA.UsingsolventeffectstoguidethedesignofaCL-20cocrystal[J].CrystEngComm, 2015, 17: 1564-1568.

俄羅斯聯(lián)邦核中心研究了氣相沉積制備納米炸藥的結(jié)構(gòu)及性能

為降低納米炸藥臨界起爆直徑，各研究機(jī)構(gòu)近年來開展了系列技術(shù)途徑研究。其中，炸藥墨水法由于在粘結(jié)劑的作用下可有效防止納米炸藥團(tuán)聚，充分保持其納米特性，效果較好，另一種方法則是采用氣相沉積法制備納米結(jié)構(gòu)炸藥。俄羅斯通過氣相沉積制備的納米炸藥多晶層(不同條件下制備的納米結(jié)構(gòu)PETN炸藥如圖所示)含有大量空隙、位錯(cuò)等微缺陷，例如，在多孔PETN中，炸藥密度只有0.75～0.8 g·cm-3。這些納米和微米尺度下的微缺陷可使得炸藥的臨界起爆直徑顯著降低(通過氣相沉積制備的納米結(jié)構(gòu)TATB、HMX、RDX、PETN、BTF爆轟臨界直徑分別為0.7, 0.08, 0.10, 0.05, 0.02 mm，與微米級(jí)相比顯著降低)，且與傳統(tǒng)方法制備的納米炸藥相比，氣相沉積法制備的納米炸藥爆速受藥片厚度影響小。此外，研究還表明，納米結(jié)構(gòu)炸藥可用于混合炸藥配方，提升爆轟性能。

源自：Mil′chenkoDV,GubachevVA,AndreevskikhLA,etal.Nanostructuredexplosivesproducedbyvapordeposition:Structureandexplosiveproperties[J].Combustion,Explosion,andShockWaves, 2015, 51(1): 80-85.