最近,中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所含能材料晶體科學(xué)團(tuán)隊(duì)的張祺副研究員等人設(shè)計(jì)并合成了六種不同維度、結(jié)構(gòu)新穎的基于堿/堿土族金屬和高氮含能分子(4,5-Bis(tetrazol-5-yl)-2H-1,2,3-triazole)的含能配位聚合物。研究表明,這類化合物用作高能炸藥時(shí)不僅具有良好的熱穩(wěn)定性、高安全性和優(yōu)異的爆轟能力,同時(shí),其中某些化合物具有非常顯著的煙火劑效應(yīng),因此開辟了此類化合物豐富的含能應(yīng)用前景。
圖1. 通過堿/堿土族金屬(Na(I)、Cs(I)、Ca(II)、Sr(II)、Ba(II))和富氮有機(jī)骨架(4,5-Bis(tetrazol-5-yl)-2H-1,2,3-triazole)構(gòu)筑ECPs。圖片來源:Chem. Asian J.
熱分析表明,化合物6的分解溫度高達(dá)397 ℃,超過以往所報(bào)道的ECPs,長(zhǎng)儲(chǔ)試驗(yàn)顯示化合物6、5分別可以在80 ℃及100 ℃高溫貯存48小時(shí),滿足高溫沙漠等惡劣作戰(zhàn)環(huán)境的要求;此外,安全性試驗(yàn)也表明這六種化合物均為不敏感含能材料(撞擊感度IS > 40 J,摩擦感度FS > 360 N)。模擬計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),這六種化合物的爆速均大于7.5 km/s,其中化合物5的爆速高達(dá)9.15 km/s,爆壓為39.66 Gpa,超過大部分現(xiàn)役含能材料。另外,燃燒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),六種化合物還具有一定的煙火劑效應(yīng),其中化合物6在燃燒時(shí)表現(xiàn)出長(zhǎng)時(shí)間的閃光效應(yīng),有望用于閃光彈彈藥。該研究為新一代高性能含能材料的發(fā)展提供了新的研究思路。
圖2. 化合物5、6的高溫長(zhǎng)儲(chǔ)試驗(yàn)。圖片來源:Chem. Asian J.
圖3. 六種ECPs的燃燒實(shí)驗(yàn)。圖片來源:Chem. Asian J.
這一成果近期發(fā)表在Chem. Asian J. 上,文章的第一作者為中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所的陳東助理研究員,通訊作者為中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所的張祺副研究員,該文章同時(shí)選為當(dāng)期雜志的封面文章。
論文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.201701486/abstract
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