本发明涉及新型高能钝感炸药3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑双铵盐结构制备方法及性能，属于含能材料技术领域。
背景技术：
近些年来，高能密度材料(hedm)作为新型高能炸药，成为含能材料领域的研究热点。新型含能材料的理想特征包括：较高的正生成焓、高密度、高爆速与爆压、良好的热稳定性、对外界刺激如撞击或摩擦感度低。但是高性能与低感度在本质上是矛盾的，这给合成新型高能密度材料带来许多有趣但具有挑战性的问题。人们一直试图在性能与稳定性之间寻求平衡，期望设计合成出能量水平和热稳定性达到或超过hmx，同时保持低感度的新型含能材料。
将相同或不同的含能杂环结构连接组成一个分子是设计高能密度材料结构一个有效策略。通过在两个杂环之间引入桥连基团的方式合成的含能化合物，可明显降低环上nh的酸性。而且桥连基团的存在还给化合物带来额外的性能改进。在这些桥连基团中，偶氮基团(-n＝n-)因为其较高含氮量和生成焓一直备受关注。通过偶氮(-n＝n-)桥连的杂环化合物，可以在维持原有杂环结构共面结构的基础上，影响电子的离域，形成大的共轭体系，以此来提高密度、降低感度。同时还能增加生成焓、氧平衡和氮含量，进而提高爆轰性能。因此，将杂环化合物用偶氮基团连接起来，是提升含能材料分子能量水平和稳定性的策略之一。
3-硝基-5-氨基三唑(anta)是个典型的热稳定钝感炸药，将其用-n＝n-连接起来得到的偶氮化合物3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑(dnat),其综合性能得到了显著提升，分解温度、生成焓、密度和爆轰性能都明显提高,只是感度变得略微敏感。而成盐一般可以改善其感度，目前只有三氨基胍盐被报道，其他含能离子盐还未被研究。
本发明涉及一种双三唑偶氮化合物3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑的双铵盐。其分解温度达到248℃，爆速9071m/s，密度为1.89gcm-1，感度钝感(撞击感度>40j，摩擦感度>360n)，是一种新型高能钝感炸药。
技术实现要素：
本发明的目的是设计出一种新的高能钝感炸药分子结构，3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑双铵盐,获得其制备方法并测定或计算出其物化和爆轰性能。
发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑双铵盐，其结构式如下：
3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑的双铵盐分子结构
本发明的3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑双铵盐是通过如下反应路线实现的：
其具体制备步骤如下：
将3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑加热溶于水中，加入2摩尔量当量的硝酸银，然后在避光条件下室温反应1h,过滤得到黄色固体，冷水洗固体2次，干燥后得到3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑银盐。上述反应中水的用量为1mmol3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑加5～7ml。
将3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑银盐加入到2摩尔量当量的氯化铵水溶液中，然后在80℃下搅拌反应4小时，反应后滤出沉淀，将滤液蒸干，所得固体用少量水重结晶得到相应的产物3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑双铵盐。氯化铵的水溶液中水用量为1mmol氯化铵加20～25ml。
本发明的优点是：
本发明中的目标化合物，具有优异的爆轰性能，爆速为9071m/s，爆压为32.9gpa，爆轰性能与hmx相当(vd＝9059ms-1，p＝39.2gpa),属于高能量密度材料。
本发明中的目标化合物密度较高，为1.89gcm-3，且具有良好的热稳定性，分解温度为248℃(升温速度5℃/min)。
本发明中的目标化合物经测试，其感度钝感，撞击感度大于40j，摩擦感度大于360n。
本发明中的含能化合物合成方法简单，条件温和，产率高，并且产品无需经过复杂的纯化过程就可得到纯品，易于规模化生产。
具体实施方式
向装有磁力搅拌的100ml单口瓶中加入2.54g(10mmol)3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑和50ml水，加热使其溶解，然后迅速加入(3.40g,10mmol)硝酸银，避光搅拌反应1h，过滤得到黄色固体3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑银盐4.30g，产率92％；元素分析：c4ag2n10o4(467.84)(％)计算值:c10.27,h0.00；n29.94；实测值:c10.09,h0.08,n29.71。
将467mg(1mmol)3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑银盐加入到107mg(2mmol)氯化铵的水溶液(50ml)中。在80℃搅拌4h，趁热将agcl沉淀滤除。蒸干滤液，用水重结晶，干燥后得到3,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑双铵盐219mg，产率76％。分解温度：248℃(dsc，升温速率5℃/min)。ir(neat):3255,2962,2835,1684,1524,1481,1445,1417,1381,1320,1126,1068,1028,844,763,748,663,508,453cm-1；1hnmr(400mhz,d6-dmso):δ＝7.24(s,8h)ppm；13cnmr(100mhz,d6-dmso):δ＝170.5,165.5ppm；元素分析：c4h8n12o4(288.18)(％)计算值：c16.67,h2.80,n58.32；实测值：c16.32,h2.57,n58.49。
本发明所涉及的目标化合物的生成焓，采用文献j.phys.chem.c.,2010,114,13142-13152中的方法计算；爆速、爆压等预测爆轰性能，采用explo5软件(6.01版本)计算；密度为实测密度(micromeriticsaccupycⅱ1340gaspycnometer)；撞击和摩擦感度分别用bam撞击感度仪(bfh-10)和bam摩擦感度仪(fskm-10)测定；分解温度用差示量热扫描仪(梅特勒-托利多dsc-1)测定。
表13,3'-二硝基-5,5'-偶氮-1h-1,2,4-三唑双铵盐的爆轰性能
[a]熔点[℃]；[b]分解点[℃]；[c]实测密度[g/cm3]；[d]氧平衡(co)[％]；[e]撞击感度[j]；[f]摩擦感度[n]；[g]摩尔生成焓[kj/mol]；[h]爆压[gpa]；[i]爆速[m/s]；[j]n含量[％]。