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相信《含能材料暨阻燃材料研究五十年——欧育湘教授八十华诞文集》能给相关学科的读者，特别是青年学生和科研工作者以启发和借鉴。
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| 內容簡介： |
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《含能材料暨阻燃材料研究五十年——欧育湘教授八十华诞文集》收录了欧育湘教授的40篇中英文论文，分为芳香及相关化合物研究、高密度含能化合物研究和阻燃材料研究等几部分。欧育湘教授一生从事含能和阻燃这两类特殊材料的研究：在含能材料领域中，始终秉持“多氮、致密、高能”的理念，在芳香和笼状高能量密度化合物的设计、合成和性能研究中做了大量工作；在阻燃材料研究中，欧育湘教授作为先行者，不仅积极介绍、宣传新产品、新技术、新法规，也努力研发和推广新产品、新技术，更积极开展阻燃材料的设计、合成、性能和应用研究。
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| 目錄：
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目录
序
自序
前言
缩略语
第1章 芳香及相关含能化合物研究1
1．1 芳香及相关含能化合物研究概述1
1．1．1 碳环含能化合物研究1
1．1．2 唑系含能化合物研究2
1．1．3 氧化呋咱含能化合物研究5
1．1．4 吡啶及其他含能材料研究8
1．2 芳香含能化合物研究代表性论文10
合成三氨基三硝基苯的新方法10
1，2，4G三唑酮G3衍生物的制备13
2，4，6G三亚胺基GN，N′，N″G三2G硝基苯并氧化呋咱G1，3，5G三嗪的合成18
7G氨基G6G硝基苯并二氧化呋咱的合成和表征22
7G氨基硝基苯并二氧化呋咱的合成研究27
N，N′G双间氯苯基G3，4G二氨基呋咱的合成33
四硝基二苯并G1，3a，4，6aG四氮杂戊搭烯合成工艺改进36
1G氧G2，6G二氨基G3，5G二硝基吡嗪LLMG105的合成40
O，OG二叠氮烷基GαG对甲苯磺酰胺基GαG取代苄基磷酸酯的合成研究44
N，N′G双2G叠氮乙基草酰胺的合成及性能48
2，14G二氧代G5，5，11，11G四硝基G3，7，9，13四氧杂十五烷的合成与性能研究53
乳化炸药热分解动力学研究56
软杀伤弹用弥漫粉剂的性能研究63
第2章 高密度含能化合物研究66
2．1 高密度含能化合物研究概述66
2．1．1 高密度含能化合物研究思路66
2．1．2 7507 68 2．1．3 CLG20 69
2．1．4 其他高能笼状化合物的合成78
2．2 高密度含能化合物研究代表性论文83
Synthesisand Crystal SructureoftbGhexanitrohexaazaisowurtzitane 83
高张力笼形氮杂环化合物的合成92
有机酸催化合成2，4，6，8，10，12G六苄基G2，4，6，8，10，12G六氮杂异伍兹烷97
六硝基六氮杂异伍兹烷的一锅合成102
Nitrosationand Ntrationof Ttraaceti e yldibenzylhexaazaisowurtzitane 105
四乙酰基二氯乙酰基六氮杂异伍兹烷硝解产物中副产物的分离和鉴定111
四硝基G二3，5G二硝基G4G氯苯甲酰基六氮杂异伍兹烷的合成114
六硝基六氮杂异伍兹烷多晶型物的远红外及激光拉曼光谱118
水性聚氨酯乳液破乳法包覆钝感εGHNIW的影响因素123
六苄基六氮杂异伍兹烷氢解脱苄反应动力学的研究129
TATBIW与TADBIW的氢解反应特性133
六硝基六氮杂异伍兹烷包覆钝感的探索137
第3章 阻燃材料研究142
3．1 阻燃材料研究概述142
3．1．1 卤系阻燃化合物142
3．1．2 磷系阻燃化合物143
3．1．3 阻燃材料146
3．1．4 协同阻燃147
3．2 阻燃材料研究代表性论文150
4种PEPA衍生物阻燃剂的合成150
笼状磷酸酯PEPA的合成工艺改进156
Trimer阻燃聚碳酸酯的研究162
双环笼状磷酸酯阻燃剂的合成168
膨胀型双环笼状磷酸酯阻燃乙烯G醋酸乙烯酯共聚物的研究172
双环笼状磷酸酯膨胀型防火涂层耐火性能研究179
2G氯G1，3，2G二氧磷杂环戊烷的合成184
新型磷 卤协效阻燃剂的合成与应用188
新型磷 氮阻燃剂N，N′G双2G氧G5，5G二甲基G1，3，2G二氧磷杂环己烷G 2，2′G间苯二胺的合成研究193
新型磷 氮阻燃剂三5，5G二甲基G1，3G二氧G2G磷杂环己烷G2G氧甲基 胺的合成及应用197
阻燃玻纤增强PA46性能研究201
高回弹聚氨酯软泡的无卤阻燃研究206
氢氧化镁表面处理工艺对阻燃PP性能的影响212
Flame Rtardantand Prole y ytic Bhaviorsof Ple oyamide6Montmorillonite Nanocomposite 216 芳香族双磷酸酯复配体系阻燃PPOHIPS的制备与阻燃性能226
附录1 欧育湘教授及其研究生出版物233
附录2 欧育湘教授及其研究生授权专利236
附录3 欧育湘教授获奖237
附录4 欧育湘教授及其研究生发表论文238
附录5 欧育湘教授研究生汇编255
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"第1章芳香及相关含能化合物研究
在欧育湘教授五十年含能材料研究中，芳香及相关含能化合物一直是其研究的主要内容之一。
1.1芳香及相关含能化合物研究概述
1.1.1碳环含能化合物研究
这类含能材料的研究早期主要集中在苯环化合物中。几个典型的研究对象包括HNS和D14等。
为了寻找能量密度较高、耐热钝感、制备简便的含能材料，欧育湘教授协助陈博仁教授于20世纪80年代首先开展了HNS的合成及性能研究。HNS的熔点高达318℃，密度为1.74gcm3，爆速为7000ms，机械感度低，热稳定好，对静电火花不敏感。在飞机柔性屏蔽导爆索等方面获得应用。两位老先生指导学生以待寻出路的TNT为原料，经与苯甲醛缩合再硝化成功改进了HNS的制备途径。
当反应选用苯基丙烯醛为反应物，介质选用甲醇，吡啶为催化剂，回流所得不是预期的烯烃衍生物，而是氧化喹啉。
这是一种氧化喹啉（喹啉）的新合成方法。
另一个以苯为骨架的重要含能材料是D14。该物质的熔点在350℃以上，落锤、机械、火花等感度很低，且合成便捷，是一个典型的低易损、耐热钝感含能材料。由于常用TNT、RDX、HMX等为主装药的石油射孔弹的热、压耐受性达不到千米深井的需要，而PYX、TATB装药的射孔弹成本又太高，因此D14就成为了一种可行的选择。1987年，在两位老先生指导下，课题组在吉林蛟河石油射孔器材厂进行了D14的放大实验，成功实施了D14公斤级制备，并进行了压药柱状实验。200℃下成型的新型射孔弹在250℃下仍安定，柱状密度1.68gcm3下的爆速为6750ms，填补了国内没有耐高温深孔石油射孔弹的空白。D14的不足主要是密度太低，在进行结构修饰，以期制备氨基衍生物时未能成功，但却意外获得邻氨基苯甲酸自身缩合的八元环产物。
在用3，5二氯苯胺和三聚氰氯为原料缩合生成N，N′，N″三3′，5′二氯苯胺基三聚氰胺，缩合产物经硝化、氨化企图合成N，N′，N″三2′，4′，6′三硝基3′，5′二氨基苯基三聚氰胺，未得目标物，意外地得到了TATB。
1.1.2唑系含能化合物研究
碳环骨架的含能材料能量密度很难突破，大都不到1.80gcm3。考虑到C—N单键（1.48）、N—N单键（1.45）、NN双键（1.25）的键长比相应的C—C单键（153、CC双键（1.34）的键长要短，因此含氮化合物的摩尔体积将比相应的环戊二烯等要相对变小，有利于化合物的密度提高；且含氮杂环化合物的C—N—C键角（如三唑杂环~115°）接近于五员环的平均键角（108°），所以含氮化合物的键角相对平均化，且三唑化合物的环张力明显不及纯碳五环或少氮杂环化合物；加上含氮母环共扼体系中，氮原子的孤电子对参与共扼，势必增加整个分子的芳香性，提高分子的热稳定性；再则由于分子中氮氢体系的存在，有利于分子间氢键的形成；从而进一步增加化合物的稳定性和密度。鉴于氮原子的结构特点，使得它在键长、键角、键能等方面对整个分子的性能贡献明显优于纯碳或少氮杂环化合物，因而含氮杂环（特别是多氮杂环如三唑等）含能材料具有多氮、致密、钝感、热焓高等优点，这就使得该类化合物基本上达到了人们长期探求的目标——高能、致密、耐热、钝感的有机统一。加之这些杂环化合物合成步骤少、设备要求不高、成本核算低，实施容易。因此多氮杂环含能化合物的研究成了高能、钝感、致密含能化合物研究的主流方向之一，此后课题组也沿着该方向努力前行。
该思路的很好践行者是NTO。它是一种白色固体，密度高达1.93gcm3，爆轰能量接近于RDX，但感度近似于TATB，是一种很有应用前景的低易损性内钝感炸药。NTO毒性小、原材料价廉易得，容易制备，与其他材料相容性较好，受到了国外的普遍关注，并得到广泛应用。虽然NTO早在1905年就由德国的V.W.Manchot和R.Noll合成出来，但直到20世纪80年代美国LosAlamos国家实验室的K.Y.Lee等在研究发现它是一种低易损的致密含能材料才逐渐引起含能工作者的关注。我国陈博仁、欧育湘和董海山院士两个课题组均在1987年率先开展NTO的研究工作。
NTO的合成是由盐酸氨基胍出发，与甲酸缩合所得的中间体1，2，4三唑酮5（TO）再硝化两步制得。
在剖析两步法制备NTO的反应可看出：缩合和硝化都是在酸性水相条件下进行的，所不同的仅是体系中的具体组成及反应温度有所差别。这符合一锅法的合成条件，因此我们实现了由氨基胍与甲酸缩合再硝化两步一锅合成NTO的重大改进。这种改进也于1997年春在国营805厂一次试车成功实现20公斤级的NTO中试技术，所生产的产品成功销往以色列等。
考虑到NTO的前体TO是一个偏碱性的化合物pKa=7.62，分子结构中含有活泼的环NH结构，若在适当的位置引入含能基团，得到的衍生物可能既具有NTO的高爆轰性能，又可克服NTO的高酸性。1988年，课题组对TO的N亚硝化、N硝化及其与硝基卤代苯的亲核取代反应等进行了研究，结果表明TO在多种硝化条件下均可制得NTO，同时还合成了TO的二取代硝基苯衍生物。
NTO是一种高能低感含能材料，其酸性在一定程度上限制了它的应用。它的部分烃类衍生物以及其铵和乙二胺等盐已被相继合成，并在一定范围内得到应用。为了改进NTO的高酸性，课题组研究了一系列NTO的铵盐、肼盐、无机盐和有机胺盐，并率先测定了可用于新型起爆药的NTO铅盐和高氮含量气体发生剂AT的NTO盐。
多氮骨架含能化合物致密、钝感、热稳定的思路也在含有1，2，4三唑母环的含能化合物上得到推广，典型的例子有PAT。由于这类化合物合成简便，性能介于HMXlike和TATBlike这两种炸药的性能之间，使得高能、致密、钝感、耐热等综合性能得到有机统一。在美国学者M.D.Coburn报道了PAT可以作为新型高能钝感低易损含能材料后，课题组用特屈儿代替苦基卤，成功地改进了PAT的制备。考虑到PAT的三唑环上存在芳香C—H质子和部分游离的N—H质子，因此课题组研究了PAT的进一步硝化，得到了二硝基衍生化的产物，并用波谱确定了其结构是三唑环氮硝化的产物。
这里，AT是一个含有多元氮结构的有机胺，它作为亲核试剂可以提供多个进攻中心，它与苦基氯反应得到3取代衍生物，实际反应过程如何，一直未见报导。课题组也研究了AT和苦基氯反应的动力学，推导出反应历程，并对反应中间体进行分离和结构鉴定。
随之，这种集高氮、致密、钝感等优点于一身的多硝基多氮唑类化合物作为含能基团被广泛引入各种含能分子中。课题组通过AT和三硝基三氯苯的缩合，再经过三唑碳原子上的硝化反应和芳环上的氨化反应，合成并鉴定了化合物33，5二氨基2，4，6三硝基苯基氨基5硝基1，2，4三唑。
法国学者也分别以3氨基5硝基三唑和3硝基三唑为高能基团与二氯嘧啶缩合分别制得了性能较佳的两个新型多氮含能化合物，而对应的三嗪类似物预期将有更佳的性能。
1.1.3（氧化）呋咱含能化合物研究
呋咱（含氧化呋咱）是课题组研究的另一个多氮爆炸基团。该基团也符合含能材料向着高密度、高爆速、低感度、无氢或少氢方向发展的趋势。美国LosAlamos国家实验室研制的PYX，是一种性能优异的耐热含能材料，在兵器、航天、钻井、推进剂等方面都得到了很好的应用。有关欧洲专利曾对PYX的生产工艺提出改进，国内也有学者曾开展PYX的研究并取得了一定的进展。但PYX有一个很大的缺陷，就是其密度不高，报道值仅为1.75gcm3，爆速也只有7450ms。含能材料的密度是极为重要的一项指标，在氧平衡相当的条件下，含能材料的能量主要取决于其密度，现代国防和民用爆破都希望含能材料有较高的能量，而含能材料的密度略有增高，其爆速和能量便会明显增加。对一些性能优异的含能材料分子结构的改进，会使其性能大大改善。
1993课题组将一个氧化呋咱基团代替PYX中的一个硝基，使密度提高了0.06~0.08gcm3，爆速增加了300ms左右。具体方法是以1，
3二氯2，4，6三硝基苯和2，6二氨基吡啶为原料经过缩合、缩合、硝化、叠氮化、脱氮四步反应制得。
用类似方法制得的N，N′双（2硝基苯并二氧化呋咱）3，
5二硝基2，6二氨基吡啶用比重瓶法测得密度为1.91gcm3，氮当量公式求得爆速为8626.7ms。该化合物高氮少氢，具有较好的氧平衡和较高的能量。
同样，课题组以间苯二胺代替2，6二氨基吡啶与三硝基二氯苯缩合，再经过硝化、叠氮化、脱氮环化，合成了含氢少、密度高的化合物N，N′双2，4二硝基苯并氧化呋咱1，3，5三硝基2，6二氨基苯。该化合物在密度和爆速方面的性能优于PYX，而合成成本低于PYX很多，且工艺简单。
课题组还从间苯二胺和三硝基三氯苯出发经缩合、硝化、叠氮化、脱氮环化四步反应合成了高氮少氢、多氧化呋咱基团的N，N′双2硝基苯并二氧比呋咱基1，3，5三硝基2，6二氨基苯。
为了提高氮含量，课题组选用氰脲酰氯和3，5二氯苯胺为原料，经过缩合、硝化、叠氮化、脱氮环化反应得到了化合物2，4，6三亚胺基N，N′，N″三2硝基苯并氧化呋咱1，3，5三嗪。它仅有三个仲氨氢质子，具有较好的负氧平衡，少氢钝感，是一个性能优异的高能量密度材料。"
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