论文部分内容阅读
本论文将研究重点瞄向高能钝感的绿色含能材料,通过三氮唑酮类能量配体:1,2,4-三唑-5-酮(H2TO)、N,N’-偶氮基-1,2,4-三唑-5-酮(H2ZTO)以及硝基羧酸类辅助配体:3,5-二硝基苯甲酸(HDNBA)、3,5-二硝基水杨酸(H2DNS),与过渡金属离子Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ag(Ⅰ)等进行配位自组装。采用溶剂挥发法和水热/溶剂热法,制备了 7个未见文献报道的含能配合物,并探讨了它们的结构及理化性质。以下为本文重点研究内容及结论:(1)运用X-射线单晶衍射仪、元素分析仪、红外光谱仪和X-射线粉末衍射仪等检测方式分别对7个配合物的结构进行了初步的分析确定。结果显示,三唑酮类配体和硝基羧酸配体都表现出丰富各异的配位模式,而且在配合物1-6中还存在着广泛的氢键作用使得结构更加密实稳定。(2)运用热重-差热分析联仪对7个目标配合物的热分解行为进行了研究,结果表明,7个配合物均表现出良好的热稳定性,分解温度均高于烈性炸药RDX(分解温度为210 ℃),其中配合物3的分解温度达到358 ℃。运用Kissinger和Ozawa-Doyle方程对配合物的分解过程进行了非等温动力学研究,计算出其表观活化能和指前因子,发现配合物5和6在较高温度下容易发生分解。(3)运用密度泛函理论,估算出配合物1-7的爆热(△Hdet)、爆速(D)和爆压(P),其范围分别为 0.786-3.911 kcal·g-1,7.269-9.991 km·s-1,23.509-52.331 GPa。感度测试结果显示,配合物1-7对机械刺激表现不敏感。在所有目标配合物中,配合物4 的综合性能相对较优(N-O%= 53.79,ρ = 2.397g·cm-3,Ω%=-31.41,△Hdet = 2.160 kcal·g-1 P=9.59 km·s-1,47.674GPa,IS>40J)。此外,通过 DSC 曲线分析,配合物1-7使AP和RDX的热分解温度分别提前了 16-45 ℃和4-29 ℃,均表现出较好的催化效果,其中配合物4对AP具有较为明显的催化作用,配合物1和2对RDX具有较为明显的催化作用,具备作为高能燃烧催化剂的潜质。