【摘 要】
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含能离子盐因其蒸汽压低,易于修饰和环境友好等特性成为含能材料领域最为活跃的研究方向之一。作为呋咱的异构体,高热稳定性和低感度的1,2,4-噁二唑环逐渐引起了人们的关注,
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含能离子盐因其蒸汽压低,易于修饰和环境友好等特性成为含能材料领域最为活跃的研究方向之一。作为呋咱的异构体,高热稳定性和低感度的1,2,4-噁二唑环逐渐引起了人们的关注,成为开发低感高能化合物极具潜力的母环结构。本论文基于氮桥联1,2,4-噁二唑环发展出系列含能离子盐并对其进行了性能研究。首先,探索了3,5-二氨基-1,2,4-噁二唑（DAO）的不同氧化条件,确定过氧化氢/钨酸钠/浓硫酸为相对有效的氧化体系。考察了物料配比及酸种类对于反应产率的影响,确立了制备3-硝基-5-氨基-1,2,4-噁二唑（NOA）较优反应条件为DAO（5 g,50 mmol）,H2O2（50%,25 m L）,Na2WO4?2H2O（4.95 g,15 mmol）和conc.H2SO4（3 m L）,产率约10%。NOA在二氯异氰尿酸钠（SDCI）和醋酸氧化条件下,于30 oC反应1 h,分别以48%和44%的收率得到N,N-双（3-硝基-1,2,4-噁二唑-5-基）胺钠（3-1）和1,3-（3-硝基-1,2,4-噁二唑-5-基）三氮烯钠（3-2）。并探索了3-2在不同硝化条件下的反应情况。然后,基于钠盐前体（3-1和3-2）,通过离子交换反应合成了6种氮桥联1,2,4-噁二唑类含能离子盐（3-4～3-9）,并使用IR,1H NMR和13C NMR对其进行了结构表征。得到了钠盐化合物及其三个含能离子盐（3-4,3-5,3-7）的单晶结构。性能测试表明,胺桥联化合物（3-4～3-6）具有优于三氮烯化合物（3-7～3-9）的密度和爆轰性能表现。氮桥联含能离子盐（3-4～3-9）拥有中等的热稳定性和较低的撞击感度水平,起始分解温度介于166-249 oC,撞击感度大多为IS>40 J。其中N,N-双（3-硝基-1,2,4-噁二唑-5-基）胺胍（3-4）具有中等的爆轰性能(D:8351 m s-1,P:29.0 GPa),良好的热稳定性（Td:241 oC）和低的撞击感度水平（IS>40 J）,是该系列化合物中综合性能最好的。
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