鏈狀類及TATB含能分子材料的結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、含能材料中比較常見的是硝胺類炸藥，它們的分子結(jié)構(gòu)中含有硝基官能團，由于它們同時具備高能量、優(yōu)良的綜合性、廣泛的來源、日趨成熟的制造工藝等突出特點，它們越來越廣泛地被應(yīng)用到生活的各個領(lǐng)域中。
　　 在含能材料分子的理論研究上，穩(wěn)定性一直是研究含能材料的重要問題，人們提出了多種研究方法，本文采用密度泛函理論(DFT) B3LYP方法，Gaussian03軟件包以及Chem3D等軟件，選取6-311G的計算基組對五種鏈狀含能分子MNA

2、、MDN、DMNA、EDNA以及OCPX的分子結(jié)構(gòu)進行量化計算，得到五種鏈狀分子的鍵長、鍵角、凈電荷、鍵集居數(shù)、總能量以及前沿能隙等相關(guān)分子的內(nèi)部信息，同時對比較常見的TATB含能材料進行計算研究，分析分子穩(wěn)定性和相互作用的影響，對它們性能的研究提出一些理論的解決方法。
　　 在五種鏈狀含能分子中，C-N-N的鍵角由大到小依次是MNA(116.8°)、MDN(116.5°)、DMNA(117.1°)、EDNA(122.1°)、O

3、CPX(122.9°)，三種甲胺的鍵角相近，兩種乙胺的鍵角相差不大，在五種鏈狀含能分子中，分子的穩(wěn)定性有隨著主鏈的增大而增大的趨勢。在五種鏈狀分子中，各原子之間呈現(xiàn)正負電荷相間有規(guī)律的排列，在C-N-N-0鏈上體現(xiàn)的十分明顯，這種分子內(nèi)部凈電荷正負相間分布的現(xiàn)象有利于分子的穩(wěn)定性。MNA、MDN、DMNA、EDNA以及OCPX五個分子當(dāng)中氮氮鍵的鍵積居數(shù)最小，它們之間的共價鍵的鍵能比碳氮鍵、氮氮鍵、氮氧鍵以及碳氫鍵小，這說明在MNA、M

4、DN、DMNA、EDNA以及OCPX這五個分子當(dāng)中對分子的熱感性也即熱解作用起著決定性的化學(xué)鍵鍵是N-N鍵。五類鏈狀分子的能隙都比較低，相比而言，MNA的能隙最大，MDN的能隙最小，穩(wěn)定性按OCPX、EDNA、DMNA、MDN、MNA的順序依次遞減。
　　 計算優(yōu)化所得到的TATB分子是一個高對稱性分子，在TATB分子中，C-N鍵對TATB分子的結(jié)構(gòu)性能起決定作用，與五種鏈狀類含能分子相比，TATB分子的穩(wěn)定性更好；TATB分子