强氢键不敏感炸药的氢键修饰及其在CL-20共晶中的应用

The research of high energy insensitive explosives are not only adapted to the need of the modern war, but also are the big challenge for the researcher of propellant and explosives. As a novel modification method, Co-crystallization can be used to achieve the decrease of the sensitivity of explosives without any change of the molecular structure. But high H-bond insensitive explosive, like TATB, LLM-105, was difficult to form the cocrystal with CL-20 for their poor solubility, even though they have better comprehensive performance than the reported one. In this proposal, we will modify the H-bond of the high H-bond insensitive explosive TATB, LLM-105 and FOX-7. And with the combination of chemical-crystallization and co-crystal technology, a series of novel high energy insensitive CL-20 cocrystal will be obtained. The accomplishment of this work will not only provide a brand new method for the synthesis of cocrystal, but also advance the insensitive modification of explosives.

研究钝感高能炸药是适应现代化战争的需要，也是对火炸药领域工作者的一个重大科研挑战。共晶作为一种新颖的炸药改性方法，在不改变分子结构的同时，可实现敏感高能炸药的有效降感。但综合性能更好的强氢键不敏感炸药如TATB、LLM-105等因自身溶解性较差的原因却难以与CL-20形成共晶炸药。本项目拟从TATB、LLM-105、FOX-7等不敏感炸药的氢键修饰入手，通过合理的化学修饰，有效的改善强氢键不敏感炸药的溶剂化效应。再通过化学结晶法和共晶技术的联用，旨在获得一系列具有高能钝感特性的CL-20共晶炸药，进而实现CL-20的高效降感。本项目的研究为共晶炸药的研制提供了一种全新的思路，为更多性能更优的新型钝感高能炸药的设计合成奠定了基础，并为炸药改性研究提供了一种新的有效途径。

研究钝感高能炸药是适应现代化战争的需要，也是对火炸药领域工作者的一个重大科研挑战。共晶作为一种新颖的炸药改性方法，在不改变分子结构的同时，可实现敏感高能炸药的有效降感。但综合性能更好的强氢键不敏感炸药FOX-7等因自身溶解性较差的原因却难以与CL-20形成共晶炸药。本项目通过还原剪切氢键修饰制备了FOX-7、ANPZ的结晶前驱体，改善了FOX-7等强氢键不敏感炸药在CL-20共晶培养溶液中的溶解性，实现了FOX-7等强氢键不敏感炸药在CL-20共晶培养溶剂中的结晶。通过非还原剪切氢键修饰本项目还制备了14个ANPZ的衍生物，利用Multiwfn和VMD计算程序研究了晶体中分子间的作用力，探讨了氢键修饰基团对晶体堆积模式的影响，为新型含能材料的设计合成提高了理论指导。而通过超声速两相流反应仪制备了共晶和金属有机配合物，证实该方法具有快速、高效、低成本等优点，为新型含能材料的大规模制备提供了新的选项。