中國工程物理研究院合成出晶體密度接近2.04 g·cm-3的高能量密度炸藥分子

由于存在密度極限，目前室溫晶體密度超過2.0 g·cm-3的單質(zhì)炸藥分子寥寥無幾，其中具有代表性的高密度炸藥為六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)，密度為2.03 g·cm-3,但該炸藥存在著成本高、制備工藝繁瑣、安全性差等問題，一直制約著其大規(guī)模應(yīng)用。因此，通過分子設(shè)計(jì)合成一種綜合性能更為優(yōu)異的新型高能量密度炸藥，是目前國內(nèi)外含能材料領(lǐng)域科學(xué)家們面臨的挑戰(zhàn)之一。針對此，中國工程物理研究院采用材料基因組方法自主設(shè)計(jì)，以高度對稱性的連1,3,4-噁二唑結(jié)構(gòu)為母體，定向引入硝胺基團(tuán)提高能量，采用分子氫鍵及π-π堆積等策略提高密度，通過這兩步反應(yīng)進(jìn)行高效合成，制備出實(shí)測密度達(dá)到2.0 g·cm-3，晶體密度2.037 g·cm-3的新型高能量密度炸藥分子二硝胺聯(lián)噁二唑,代號為ICM-101。該化合物的成功研發(fā)是探索合成高能炸藥CL-20替代物的重要進(jìn)展。

源自：WenquanZhang,JiahengZhang,MucongDeng,etal.Apromisinghigh-energy-densitymaterial.NatureCommunications, 2017, 8, 181.

美國研發(fā)出高穩(wěn)定性的N-亞甲基-C橋聯(lián)四唑類鈍感炸藥

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，武器用彈藥均向著高威力、高安全性方面發(fā)展，而炸藥的低感、高能及穩(wěn)定性的相互制約與平衡一直是現(xiàn)代含能材料研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。近來，美國愛達(dá)荷大學(xué)和美國海軍實(shí)驗(yàn)室合作以氨基乙腈和疊氮化氰為原料合成一類N-亞甲基-C橋聯(lián)四唑類化合物，通過N-亞甲基-C橋?qū)⒏吣艿舾械南趸瘓F(tuán)與具有高穩(wěn)定性且鈍感的四唑環(huán)連接起來，合成了一類高熱穩(wěn)定性且鈍感的富氮類炸藥分子。該類分子熱分解溫度最高可達(dá)306 ℃，且大部分的摩擦感度超過360 N，撞擊感度超過40 J。該類炸藥也可被用作氣體發(fā)生器。

源自：DheerajKumar,GregoryHImler,DamonAParrish,etal.AminoacetonitrileasprecursorfornitrogenrichstableandinsensitiveasymmetricN-methylene-Clinkedtetrazole-basedenergeticcompounds.JournalofMaterialsChemistryA, 2017, 5: 16767-16775.

伊朗伊瑪目侯賽因大學(xué)研發(fā)出新型增塑劑硝化順丁二烯(NPB)

增塑劑和粘接劑是澆鑄炸藥的重要組成部分，其性質(zhì)會顯著影響彈藥的總體性能。增塑劑的過多流失會導(dǎo)致鈍感彈藥性質(zhì)的退化從而使體系更敏感。研究表明，與粘接劑的前體相似的增塑劑可降低鈍感彈藥的敏感度。因此，伊朗伊瑪目侯賽因大學(xué)通過對高聚物增塑劑聚丁二烯(PB)進(jìn)行硝化，得到硝化聚丁二烯(NPB)，并將其用于NHTPB(硝化丁羥膠)/NPB粘接體系。NPB的塑化效率為26.26， NHTPB/NPB體系的遷移速率為1.2×10-9cm2·s-1(90 ℃), 1.3×10-9cm2·s-1(105 ℃), 1.8×10-9cm2·s-1(120 ℃)，密度為1.11 g·cm-3。相比于非高聚物型增塑劑DOA， NPB遷移速率低，滲出速率慢，同時(shí)表現(xiàn)出更好的力學(xué)性能，有望應(yīng)用于復(fù)合推進(jìn)劑和PBX中。

源自：MahdiAshrafi,HosseinFakhraian,MohammadAliDehnavi.Synthesis,characterizationandpropertiesofnitropolybutadieneasenergeticplasticizerforNHTPBbinder.PropellantsExplosivesPyrotechnics, 2017, 42: 269-275.

加拿大麥吉爾大學(xué)研發(fā)出新型癸硼烷類綠色推進(jìn)劑

偏二甲肼等肼類燃料以其良好的能量性能被廣泛地用作航天和導(dǎo)彈推進(jìn)劑，然而肼類化合物具有強(qiáng)烈的致癌性，對環(huán)境污染較大，因此，綠色高效、性能優(yōu)異的自燃型推進(jìn)劑的研發(fā)一直是國際上的研究熱點(diǎn)，離子液體以低蒸氣壓、可操作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)成為其中的關(guān)注焦點(diǎn)。近日，麥吉爾大學(xué)采用離子液體的合成方法，以苯做溶劑，將含有烷烴取代基的咪唑類化合物與癸硼烷在85 ℃下反應(yīng)5 h，制備出了自燃型癸硼烷化合物。該類化合物為固體，在常規(guī)溶劑中溶解度很小，具有優(yōu)異的點(diǎn)火性能，點(diǎn)火延遲時(shí)間≤2 ms。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，該類化合物與煤油形成的混合物能夠與白煙硝酸發(fā)生自發(fā)點(diǎn)火反應(yīng)。

源自：GiovanniP.Rachiero,HatemM.TitiandRobinD.Rogers,Versatilityandremarkablehypergolicityofexo-6,exo-9imidazole-substitutednido-decaborane,ChemicalCommunication, 2017, 53: 7736-7739.