耐熱炸藥NBTTP 的合成反應優化及熱分解性能

張 倩，劉 寧，馬 玲，段秉蕙，盧先明，王伯周

（1. 西安近代化學研究所，陜西 西安 710065；2. 氟氮化工資源高效開發與利用國家重點實驗室，陜西 西安 710065）

1 引言

隨著現代軍事科學技術、航天事業以及深海油氣田開發等相關領域的飛速發展，對于炸藥的使用環境和各種極端條件下其所具備的耐熱性能、能量水平提出了更高的要求。耐熱炸藥由于具有優良的熱安定性、較高的能量、適當的撞擊感度等優點［1］，其設計、合成及熱性能研究成為了含能材料領域的熱點之一［2］。

目前，國內外報道的耐熱炸藥主要基于含硝基的共軛體系共價化合物，代表化合物有2，2′，4，4′，6，6′-六硝基二苯基乙烯（HNS）［3-4］、1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯（TATB）［5-6］、2，6-二氨基-3，5-二硝基-1-氧吡嗪（LLM-105）［7-8］、2，6-雙（苦氨基）-3，5-二硝基吡啶（PYX）［9-10］、四硝基-2，3，5，6-二苯并-1，3a，4，6a-四氮雜戊搭烯（TACOT）［11-13］、九硝基聯三苯（NONA）［14］。其中，TACOT 由美國Dupont 公司首先完成了其制備，并于1962 年解密而公諸于世［15］。TACOT 是具有四個氮原子且兩個氮原子位于橋頭的稠環芳香系統，高度的芳香性賦予了四氮雜戊搭烯類化合物優異的耐熱性能和較低的機械感度。實驗數據指出，其熱分解溫度高于TATB［16-17］，撞擊感度略低于TNT。但是，TACOT的合成工藝較為復雜，在一定程度上限制了其進一步應用。為了進一步提高能量水平，簡化合成工藝，Maquestiau 等［18］于1986 年 首 次 報 道 了NBTTP 的 制備方法，并通過質譜和紅外光譜對其結構進行了表征。2005 年，Huynh 等［19］優化了該化合物的制備方法，并對其單晶結構，能量特性等進行了較為詳細的研究。結果表明，NBTTP 的晶體密度1.868 g·cm-3，爆速7430 km·s-1（壓 藥 密 度1.78 g·cm-3），爆 壓294 kbar（2.94×107kPa），該化合物的熱分解峰溫375 ℃，其耐熱性能高于傳統的TATB，是一種綜合性能較好的耐熱炸藥。……