MeNQ/NQ低共熔物形成的微觀機制

廖奕玫，陳伶媛，游 婷，段曉惠

(西南科技大學 環境友好能源材料國家重點實驗室，四川 綿陽 621010)

引 言

熔鑄炸藥是一類在液相載體炸藥中加入高能固相主炸藥(如RDX、HMX等)進行鑄裝的混合炸藥，在軍事上有著廣泛的應用[1]。目前最常用的載體炸藥是TNT，但TNT自身的缺陷導致該類熔鑄炸藥在成型、貯存及使用過程中，存在空洞[2]、發脆[3]、感度高[4]、毒性大[5]等問題，因此，綠色高性能非TNT熔鑄載體炸藥的設計與實現成為含能材料領域的研究熱點。而目前最主要的研究方法是以新型含能低共熔物替代 TNT 來獲得滿足使用要求的熔鑄炸藥。含能低共熔物的研究始于20世紀初，報道有多種含能低共熔物，如甲基硝基胍(MeNQ)基低共熔物[6]、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)基低共熔物[7]、1,3,3-三硝基氮雜環丁烷(TNAZ) 基低共熔物等[8]。其中，MeNQ基低共熔物被認為是最有希望替代TNT的低共熔物之一[9]。研究表明[10]，MeNQ可與硝基胍(NQ)、硝酸銨(AN)和硝酸肼(HN)等形成低共熔物。以MeNQ/AN低共熔物為配方組成研制的載體炸藥，已取代TNT用于AFX-453型號航彈中[11]。

目前對含能低共熔物的研究，主要集中在相圖繪制、樣品制備、以及作為液相載體在熔鑄炸藥中的配方研制與性能測試，對其中涉及到的一些基礎科學問題還不清楚，比如在原子分子層次上的形成機制。藥物領域在這方面開展了初步研究，結果指出，同為共結晶產物的共晶、固溶體和低共熔物，其形成均起源于組分間的相互作用和尺寸/形貌間的相互匹配[12-14]。共晶的形成是不同分子間的附著力足夠強，能夠克服主客體分子的尺寸/形貌失配。……