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1 炸药的热化学1

1．1 炸药及其爆炸特征1

1．1．1 炸药的分类1

1．1．2 炸药的爆炸特征4

1．2 炸药的氧平衡7

1．2．1 氧平衡的概念7

1．2．2 氧平衡的计算8

1．2．3 混合炸药的氧平衡计算12

1．3 炸药化学变化的形式和爆轰反应化学方程式13

1．3．1 炸药化学变化的形式13

1．3．2 炸药爆炸反应方程式15

1．3．3 工业炸药的爆炸反应方程式17

1．4 炸药的生成焓26

1．4．1 键能加和法计算炸药的生成焓26

1．4．2 生成焓计算值的电子效应修正和几何因素修正33

1．5 炸药的爆热37

1．5．1 炸药爆热的计算38

1．5．2 提高炸药爆热的途径46

1．6 炸药的爆温48

1．7 炸药的爆容52

1．8 常用粉状工业炸药的爆热、爆容和爆温计算53

参考文献54

2 炸药的绿色化学55

2．1 绿色化学与原子经济概述55

2．1．1 绿色化学55

2．1．2 原子经济56

2．2 绿色化学对炸药的要求57

2．2．1 绿色化学对炸药的要求57

2．2．2 绿色化学对工业炸药原材料的要求59

2．2．3 绿色化学对工业炸药配方和爆炸产物的要求60

2．3 原子经济性和能量对工业炸药的要求61

2．3．1 氧化剂的选择61

2．3．2 可燃剂的选择62

2．3．3 原子经济性对工业炸药爆轰产物的要求64

2．4 绿色炸药技术66

2．4．1 绿色炸药制造技术66

2．4．2 安全低易损性炸药技术72

2．4．3 可降解分子间炸药技术76

参考文献81

3 单质炸药的分子特征与设计83

3．1 单质炸药的分子特征83

3．2 炸药密度的计算85

3．2．1 摩尔折射度法86

3．2．2 摩尔体积法91

3．2．3 结晶化学法98

3．3 单质炸药的密度与分子结构的关系104

3．3．1 提高炸药密度途径的解析104

3．3．2 键及基团对密度的贡献105

3．3．3 特征密度ρ0与结构的关系111

3．3．4 K值的影响因素113

3．4 单质炸药能量水平的估算117

3．4．1 单质炸药能量水平的估算117

3．4．2 高爆热炸药合成方向的探讨121

3．5 单质炸药的设计123

3．5．1 高密度单质炸药的设计123

3．5．2 缩合反应合成单质炸药126

3．6 单质炸药设计和合成实例136

3．6．1 1，4，6，9－四硝基－1，4，6，9－四氮杂双环[4，4，0]癸烷136

3．6．2 2，4，7，9－四硝基－2，4，7，9－四氮杂双环[4，3，0]壬酮137

3．6．3 1，3，5，7，7－五硝基－1，3，5－三氮杂环辛烷139

3．6．4 2，4，6，8，10，12－六硝基－2，4，6，8，10，12－六氮杂三环[7，3，0，03，7]十二烷二酮－5，11(7201)140

3．6．5 2，4，6－三硝基－2，4，6－三氮杂环己酮(662)141

3．6．6 1，3，3－三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)142

3．6．7 六硝基六氮杂异伍兹烷145

3．6．8 2，4，6，8－四取代－2，4，6，8－四氮杂双环[3，3，0]辛烷的合成147

3．6．9 2，4，7，9，11，14－六氮杂三环[8，4，0，03，8]十四烷150

参考文献151

4 耐热炸药的分子设计154

4．1 概述154

4．1．1 耐热炸药概述154

4．1．2 耐热炸药的现状与发展155

4．1．3 耐热炸药的应用158

4．2 提高单质炸药分子耐热性的途径162

4．2．1 氨基对提高耐热性的作用163

4．2．2 共轭体系对提高耐热性的作用163

4．2．3 成盐对提高耐热性的作用164

4．2．4 分子结构对称性对耐热性的作用166

4．3 耐热炸药的分子结构特征167

4．3．1 1，3，5－三氨基－2，4，6－三硝基苯的分子结构与热安定性167

4．3．2 六硝基芪的分子结构173

4．3．3 2，6－双苦氨基－3，5－二硝基吡啶分子结构研究177

4．4 典型耐热炸药的合成设计183

4．4．1 合成1，3，5－三氨基－2，4，6－三硝基苯的新方法184

4．4．2 六硝基芪的合成新方法187

4．4．3 2，6－二苦胺基－3，5－二硝基吡啶的合成新法191

4．5 新型耐热炸药的设计和合成195

4．5．1 2，4，6－三硝基－3－氨基氯苯的合成195

4．5．2 2，6－二(2′，4′，6′三硝基－3′－氨基苯胺基)－3，5－二硝基吡啶的合成196

4．5．3 N，N′－二(2，4，6－三硝基－3－氨基苯基)乙二胺的合成198

4．5．4 N，N′－二(2，4，6－三硝基－3－氨基苯基)脲的合成199

4．5．5 2，4，6－三硝基－3－氨基氯苯与二元胺缩合反应研究199

参考文献201

5 军用混合炸药的配方设计203

5．1 军用混合炸药的概述203

5．1．1 军用混合炸药的组成和分类203

5．1．2 用于混合炸药的单质炸药205

5．1．3 发展中的军用混合炸药209

5．1．4 军用混合炸药的性能要求212

5．2 梯恩梯载体的混合炸药配方设计215

5．2．1 以梯恩梯为载体的混合炸药215

5．2．2 以梯恩梯为载体的混合炸药的配方与性能217

5．2．3 以梯恩梯为载体的混合炸药的改进222

5．3 高聚物粘结炸药的配方设计227

5．3．1 高聚物粘结炸药概述227

5．3．2 造型粉的配方设计229

5．3．3 塑性炸药的配方设计239

5．3．4 挠性炸药的配方设计244

5．4 军用含铝炸药的配方设计249

5．4．1 军用含铝炸药的概况249

5．4．2 军用含铝炸药的配方设计253

5．4．3 含铝炸药的爆轰参数计算262

5．5 液体炸药的配方设计267

5．5．1 液体炸药的概况267

5．5．2 液体炸药的配方设计270

参考文献277

6 工业炸药的配方设计279

6．1 工业炸药的配方设计原则279

6．1．1 工业炸药的氧平衡设计原则279

6．1．2 性能、成本和爆破使用的平衡统一280

6．1．3 减少环境污染和提高生产安全性280

6．1．4 配方设计与生产工艺的综合考虑281

6．1．5 工业炸药的配方设计要点281

6．2 工业炸药配方设计的现状281

6．2．1 工业炸药配方设计的现状281

6．2．2 工业混合炸药配方设计的适用性和经济性原则282

6．3 工业炸药配方设计的氧平衡法283

6．3．1 解析法进行配方设计计算283

6．3．2 图解法进行配方设计284

6．3．3 图解法用于岩石膨化硝铵炸药的配方设计286

参考文献288

7 数学模型设计工业炸药配方289

7．1 工业炸药配方设计数学模型的建立289

7．1．1 含C、H、O、N元素的工业炸药配方设计数学模型的建立289

7．1．2 含C、H、O、N、Al元素的工业炸药配方设计数学模型的建立292

7．1．3 含C、H、O、N、S元素的工业炸药配方设计数学模型的建立294

7．1．4 含C、H、O、N、Na的工业炸药配方设计数学模型的建立295

7．2 岩石膨化硝铵炸药配方设计的数学模型297

7．2．1 岩石膨化硝铵炸药的特点及生产工艺297

7．2．2 岩石膨化硝铵炸药的配方设计数学模型299

7．3 膨化铵油炸药配方设计的数学模型306

7．3．1 大包膨化铵油炸药的配方设计的数学模型及求解306

7．3．2 大包膨化铵油炸药配方的爆炸性能308

7．4 膨化硝铵震源药柱的配方设计数学模型308

7．4．1 膨化硝铵震源药柱概述308

7．4．2 膨化硝铵震源药柱的配方设计数学模型310

7．4．3 膨化硝铵震源药柱配方设计的实验研究313

7．5 粉状铵梯油炸药配方设计的数学模型315

7．5．1 粉状铵梯油工业炸药配方设计及最优化的数学模型和求解316

7．5．2 数学模型计算结果的分析318

7．6 含铝膨化硝铵炸药配方设计的数学模型318

7．6．1 含铝硝铵炸药配方设计的数学模型319

7．6．2 含铝硝铵炸药配方设计数学模型的求解320

7．6．3 含铝膨化硝铵炸药的爆炸性能研究321

7．6．4 铝粉质量分数与炸药做功能力的关系322

7．7 含硫膨化硝铵炸药配方设计的数学模型323

7．7．1 硝铵硫磺工业炸药配方设计的数学模型323

7．7．2 数学模型的计算结果325

7．7．3 新型膨化硝铵硫磺炸药与现有工业炸药理论参数和爆炸性能的比较325

7．8 乳化炸药配方设计的数学模型326

7．8．1 乳化炸药配方设计数学模型具体数学表达式和求解326

7．8．2 配方设计对乳化炸药爆热和爆容的影响328

7．8．3 乳化炸药配方设计的实验研究332

参考文献333

8 工业炸药配方设计数学模型的其他应用335

8．1 用工业炸药配方设计数学模型评价分析现有铵梯油炸药的配方335

8．1．1 粉状铵梯油炸药的基本参数335

8．1．2 粉状铵梯油炸药配方设计的数学模型及计算结果336

8．1．3 粉状铵梯油炸药理论配方的分析与评价338

8．1．4 结论340

8．2 氧平衡对粉状工业炸药爆炸性能影响的数学计算340

8．2．1 含C、H、O、N、Al元素粉状工业炸药配方设计的数学模型340

8．2．2 氧平衡对粉状工业炸药爆炸性能影响的计算依据342

8．2．3 氧平衡对岩石膨化硝铵炸药爆炸性能影响的数学计算342

8．2．4 氧平衡对铵梯(油)炸药爆炸性能影响的数学计算345

8．2．5 氧平衡对含铝铵梯油炸药爆炸性能影响的数学计算349

8．2．6 结论349

参考文献351

9 工业低爆速炸药的配方设计352

9．1 低爆速炸药的概述352

9．2 低爆速炸药配方设计理论基础353

9．3 低爆速炸药的配方及生产工艺355

9．4 低爆速膨化硝铵炸药配方设计358

9．4．1 低爆速膨化硝铵炸药的组成358

9．4．2 低爆速膨化硝铵炸药的配方设计358

9．4．3 低爆速膨化硝铵炸药的制备359

9．4．4 低爆速膨化硝铵炸药的原材料成本分析360

参考文献361