多硝基含能化合物5s爆發(fā)點(diǎn)的定量構(gòu)效關(guān)系

程露萍 何中其

[摘要]為精確預(yù)測含能材料的5s爆發(fā)點(diǎn)，解決大量新型含能材料實(shí)驗(yàn)測試難度大、安全數(shù)據(jù)不全等問題，基于定量構(gòu)效關(guān)系（QSPR）原理，研究多硝基含能材料分子結(jié)構(gòu)與5s爆發(fā)點(diǎn)（ln TE）間的內(nèi)在定量關(guān)系。應(yīng)用集成學(xué)習(xí)算法隨機(jī)森林（RF）篩選出8個(gè)對5s爆發(fā)點(diǎn)具有顯著影響的分子描述符：采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）建立90種多硝基含能材料5s爆發(fā)點(diǎn)的預(yù)測模型。73種訓(xùn)練集的復(fù)決定系數(shù)為0.918，均方根誤差為0.036，平均絕對誤差為0.027。17個(gè)檢驗(yàn)樣本的復(fù)決定系數(shù)為0.903，均方根誤差為0.061，平均絕對誤差為0.053。對模型進(jìn)行了驗(yàn)證以及應(yīng)用域評價(jià)。結(jié)果表明：模型具備較好的預(yù)測性和泛化性能，可用于對多硝基含能材料的5s爆發(fā)點(diǎn)進(jìn)行精度較高的預(yù)測，有效解決現(xiàn)有含能材料的爆發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù)不夠全面的問題，為相關(guān)產(chǎn)品研制與生產(chǎn)安全提供參考。

[關(guān)鍵詞]多硝基含能材料；5s爆發(fā)點(diǎn)；隨機(jī)森林；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；定量構(gòu)效關(guān)系

[分類號]TJ55；TQ560.7；0641

0引言

熱感度是含能材料在受熱作用時(shí)發(fā)生燃燒或爆炸的難易程度，熱引起的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)或自催化反應(yīng)加速了含能材料分解，從而導(dǎo)致燃燒或爆炸。熱感度常用爆發(fā)點(diǎn)表示，即含能材料在一定實(shí)驗(yàn)條件及延滯期下發(fā)生燃燒或爆炸的溫度。常用的有Ss、5 min、1 000 s爆發(fā)點(diǎn)。在一定條件下，對定量試樣進(jìn)行加熱，測定4-5個(gè)溫度點(diǎn)下試樣發(fā)生燃燒或爆炸的延滯期。根據(jù)爆發(fā)延滯期t與爆發(fā)溫度T的關(guān)系式，用最小二乘法求出試樣的爆發(fā)點(diǎn)。含能材料的爆發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù)主要通過實(shí)驗(yàn)測試獲取，但實(shí)驗(yàn)裝置的檢定、試樣準(zhǔn)備、操作程序、數(shù)據(jù)處理等需要耗費(fèi)大量的人力、物力。