含能材料的密度、爆速、爆压和静电感度的理论研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G*基组水平下,全优化计算了系列硝胺类和硝基芳烃类爆炸物的几何构型,用Monte-Carlo方法和自编程序,基于0.001e？bohr－3等电子密度面所包围的体积空间求得分子平均摩尔体积(V)和理论密度(ρ).用Kamlet-Jacobs方程基于理论密度(ρ)和PM3计算生成焓(ΔHf)估算标题物的爆速(D)和爆压(p),发现多环硝胺类化合物的爆轰性能优于芳烃硝基类化合物,故此,在寻求高能量密度材料(HEDM)时,我们应特别关注多环硝胺化合物.与ρ和D文献值比较,表明本理论计算方法和结果是适用可靠的.将爆速(D)和爆压(p)计算值与静电感度实验值(EES)进行比较和关联,发现若对化合物进行细致分类讨论,则它们之间存在较好的线性关系.据此建议,在含能材料分子设计中,可通过理论计算爆轰性质(D或p)去预估难以定量求得或尚未合成的含能材料的静电火花感度值(EES).此外,我们还讨论了取代基对ρ,D和p的影响,也有助于分子设计.