綠色起爆藥的研究進(jìn)展?

李 婧 潘永飛 汪營磊 劉亞靜

①中國兵器科學(xué)研究院(北京，100089)

②西安近代化學(xué)研究所(陜西西安，710065)

引言

起爆藥是一類在弱刺激(如沖擊、摩擦、振動、加熱和靜電)下可被引爆的炸藥，是火工品中最敏感也是最先作用的藥劑，它直接控制火工品的感度、猛度和作用效果，在火工品中的地位是其他含能材料無法替代的[1]。傳統(tǒng)的斯蒂芬酸鉛(LTNR)和疊氮化鉛(LA)等含鉛敏感化合物是目前應(yīng)用最為廣泛的起爆藥的關(guān)鍵組分，其中，往往還會用到硫化銻、硝酸鋇等有毒的添加劑，這類起爆藥感度過高，且含有重金屬物質(zhì)，對環(huán)境有害，影響人體健康[2-3]。隨著火工品新起爆技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)起爆藥已難以滿足先進(jìn)火工品發(fā)展的要求。因此，急需開展不含鉛、汞等重金屬，有一定安定性且爆炸性能良好的綠色起爆藥研究[4-5]。

隨著人們對環(huán)境保護(hù)越來越重視，研發(fā)綠色起爆藥勢在必行[6-7]。

美國科學(xué)家對綠色起爆藥提出了6項具體的標(biāo)準(zhǔn)[8-9]：對光鈍感，容易起爆，儲存安定性好，在運輸和使用過程中安全，耐溫200℃(低于200℃條件下穩(wěn)定)，不含有毒、有害金屬(如汞、鉛、銀等)和高氯酸根。

按照此標(biāo)準(zhǔn)，世界各國廣泛開展了起爆藥劑技術(shù)的研究，先后研制出一系列新型綠色起爆藥劑。美國從1993年就啟動取代LA工程[10]，開發(fā)了多種性能優(yōu)良的綠色起爆藥品種[11-14]。瑞典采用新型含能氧化劑積極開發(fā)了系列不含鉛的綠色起爆藥[15]。德國綠色炸藥開發(fā)專家研究了多氮化合物系列起爆藥[16-18]。俄羅斯科學(xué)家對多氮雜環(huán)配位體的高氯酸鹽系列配位化合物起爆藥進(jìn)行了大量的研究[19-20]。國內(nèi)也在多個方向進(jìn)行綠色環(huán)保起爆藥的研究[21-24]，如213所研究的呋咱類金屬鹽起爆藥雙呋咱硝基酚鉀鹽(KBFNP)、斯蒂芬酸鐵和次磷酸鐵(FSFH)共沉淀起爆藥，航天42所研究的雙四唑及鉀鹽，北京理工大學(xué)研究的肼的衍生物——高能環(huán)保型GTX起爆藥等。

本文中，對近年來幾種綠色起爆藥的合成、性能及應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，初步指出了綠色起爆藥的發(fā)展趨勢，以期為該領(lǐng)域的研究和發(fā)展提供參考。

1 綠色起爆藥的研究進(jìn)展

1.1 四唑類綠色起爆藥

1.1.1 硝基四唑陰離子為配體的起爆藥

硝基四唑陰離子為配體的配合物作起爆藥，由于不含有毒金屬、高氯酸鹽，完全滿足綠色起爆藥的要求，成為近年來綠色起爆藥的研究熱點[25-27]。2005年，美國陸軍研究開發(fā)和工程司令部選擇了硝基四唑二鈉二水合鎳(II)復(fù)合鹽、硝基四唑二鈉二水合鐵(II)復(fù)合鹽、硝基四唑二鈉二水合銅(II)復(fù)合鹽及硝基四唑三水合鈉鹽4種新型四唑類衍生物起爆藥，對其在傳統(tǒng)M55、M59、M61針刺雷管中的感度性能進(jìn)行測試，結(jié)果表明，這類藥劑適合用作傳統(tǒng)針刺雷管的綠色起爆藥[28]。

2006年，Huynh等[8]設(shè)計了以硝基四唑陰離子為配體的系列綠色起爆藥，其通式為其中，x為3或4；y為1或2；M為 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cr或 Mg 等；Cat+為Na+、K+、Rb+或Cs+等。4種典型硝基四唑陰離子配合物如圖1所示。

圖1 4種典型硝基四唑陰離子配合物[8，25]Fig.1 Four series of complexs based on nitroterazole anionic complexes[8，25]

這類配合物中，陽離子能影響它們的感度和熱安定性；銨鹽有更低的感度和略低的熱安定性；堿金屬離子Na+、K+、Rb+或Cs+的感度則高出幾十倍，熱安定性略好；所有的化合物DSC分解溫度都超過了250℃，密度都超過了2.0 g/cm3[25]。表1中給出了8種硝基四唑陰離子配合物起爆藥與傳統(tǒng)LA和LTNR的性能對比。

Huynh等[29-30]對硝基四唑陰離子高配位的亞鐵配合物進(jìn)行了研究，得到了[FeⅡ(NT)3(H2O)3]-、[FeⅡ(NT)4(H2O)2]2-、 [FeⅡ(NT)5(H2O)]3-、[FeⅡ(NT)6]4-的銨鹽和鈉鹽[25]。通過研究發(fā)現(xiàn)，硝基四唑陰離子亞鐵配合物結(jié)構(gòu)不同，其感度不同，這正好可以滿足不同的需求；而且它們在水、光和熱介質(zhì)中很穩(wěn)定，即使在250℃下也能穩(wěn)定很長的時間，同時能穩(wěn)定存在于大部分常見的有機溶劑和水中，且不會被溶解。當(dāng)硝基四唑陰離子亞鐵配合物發(fā)生爆炸時，所得到的爆炸產(chǎn)物也不會釋放有毒的金屬和有害氣體。由此可見，硝基四唑陰離子亞鐵配合物是一種性能優(yōu)越的綠色起爆藥。

2012年，朱雅紅等[31]以FeCl2和NaNT為原料，合成出一種綠色起爆藥四(5-硝基四唑)·二水合鐵化鈉(NaFeNT)。研究人員對NaFeNT的熱性能、安定性、爆炸性能等作了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明：NaFeNT安定性良好，DSC放熱峰溫度258℃，5 s延滯期爆發(fā)點為278℃。爆熱、爆速和比容分別為3 929 J/g、5 550 m/s和 506 mL/g，均高于 LA 和 LTNR，其撞擊感度低于高氯酸·四氨·雙(5-硝基四唑)合鈷(Ⅲ)(BNCP)、LA和 LTNR，摩擦感度高于 BNCP、LA和LTNR，2 cm時火焰感度為76%，靜電感度較鈍感，且NaFeNT生產(chǎn)過程不產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)，合成步驟簡單，廢水僅用NaOH即可分解成為無色清液和Fe(OH)3沉淀，對環(huán)境和人體不會造成危害，符合人們對起爆藥綠色、環(huán)保的要求。

1.1.2 硝胺四唑鹽類起爆藥

硝胺四唑鹽具有很高的氮含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于64.6%)和氧平衡，芳香性結(jié)構(gòu)使其有較好的動力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定性。此外，硝胺四唑的密度、生成焓和氣體生成量都較高，且氣體產(chǎn)物多為氮氣，可達(dá)到少煙或無煙的效果。硝胺四唑鹽類作為性能優(yōu)異的高能材料，被認(rèn)為是可取代LA的潛在起爆藥[32]。

2007年，德國Geisberger等[33]通過硝酸銅和1-甲基-5-硝胺基四唑反應(yīng)合成了二(1-甲基-5-硝胺基四唑)合銅，并將其作為潛在的替代LA的起爆藥。DSC測試結(jié)果表明，二(1-甲基-5-硝胺基四唑)合銅分解溫度為252℃，在190℃下有著良好的穩(wěn)定性；感度測試表明，二(1-甲基-5-硝胺基四唑)合銅對撞擊敏感(0.7 J)，對摩擦不敏感(40 N)。

2009年，美國陸軍皮卡汀尼兵工廠(Picatinny Arsenal)成功合成出一種新型綠色起爆藥，即硝胺四唑及其衍生物[13]。這類起爆藥具有優(yōu)良的能量性能和撞擊感度，而且其感度可以隨四唑環(huán)上取代基的不同而調(diào)整，從而獲得理想的感度。

2011年，美、德兩國共同研制出了另一種硝胺四唑類起爆藥——5-硝胺基四唑鈣鹽，并對其進(jìn)行了性能表征、起爆及感度測試等試驗研究[34]。通過研究發(fā)現(xiàn)，5-硝胺基四唑鈣鹽的熱安定性好(分解溫度為360℃)，撞擊感度比LA稍鈍感，摩擦感度明顯鈍感于LA，故可以撞擊或電刺激方式起爆，且能成功起爆六硝基芪(HNS)。5-硝胺基四唑鈣鹽不含重金屬，分解產(chǎn)物對環(huán)境無污染，在水和有機溶劑中均難溶，合成路徑簡單，產(chǎn)率高且可放大生產(chǎn)，是最有望替代目前使用的LA的一種新型起爆藥。

1.1.3 硝基四唑鹽類起爆藥

硝基四唑鹽類起爆藥被認(rèn)為是代替LTNR和LA用作雷管裝藥的最有前景的綠色起爆藥。2008年，德國的Klap?tke等[35]對5-硝基四唑的系列堿金屬鹽類起爆藥進(jìn)行了研究，通過標(biāo)準(zhǔn)的BAM測試表明，K、Rb和Cs的5-硝基四唑鹽對摩擦和撞擊更敏感；DSC測試結(jié)果表明，5-硝基四唑堿金屬鹽有著較好的熱穩(wěn)定性。表2列舉了部分5-硝基四唑堿金屬鹽的主要性質(zhì)。

2008年，F(xiàn)ronabarge等[36]首次報道了5-硝基四唑亞銅(CuNT)作為一種新型硝基四唑類起爆藥。CuNT的熱分解溫度超過了300℃，熱安定性良好，適合作起爆藥，同時與其他的LA的替代物相比，CuNT具有成本低、制備容易、毒性低等優(yōu)點，且其晶體結(jié)構(gòu)也適宜于加工裝藥，滿足綠色環(huán)保起爆藥的要求[37]。

國內(nèi)，蒲彥利等[6]也對CuNT的制備及性能進(jìn)行了深入研究，通過對合成工藝優(yōu)化，獲得了純度較高、流散性等較好的CuNT。對CuNT的極限起爆藥量的初步試驗顯示，20 mg CuNT就能起爆結(jié)晶RDX，其起爆能力較強，且與 RDX、HMX、不銹鋼、45#鋼及LC4鋁等火工品材料均相容。CuNT具有良好的物理性能、感度性能及輸出能力，在代替LA用于各種軍用橋絲雷管、SCB雷管和點火元件中以及環(huán)保擊發(fā)藥方面有較大的應(yīng)用前景。

2016年，美國專利[37]報道了美國陸軍已成功將CuNT裝于M100和M50雷管，并且提出了CuNT新的制備工藝：以5-氨基四唑和硫酸的混合物為原料，通過與CuSO4、H2O和NaNO2反應(yīng)，得到5-硝基四唑銅配合物沉淀，再與NaOH反應(yīng)，得到無5-氨基四唑雜質(zhì)的5-硝基四唑鈉(NaNT)，反應(yīng)結(jié)束后將NaNT與氯化銅和還原劑(如抗壞血酸鈉)反應(yīng)，得到CuNT。該工藝最大優(yōu)點就是使用內(nèi)過濾器，避免了中間體中5-氨基四唑雜質(zhì)的存在，從而避免在反應(yīng)過程中生成有撞擊敏感、熱穩(wěn)定性差的5-氨基四唑硝酸鹽。

1.2 呋咱類綠色起爆藥

呋咱類含能材料及其衍生物大多具有高密度、高能量水平、良好的熱安定性和較低的感度等優(yōu)點[38]，在起爆藥領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用潛力。

1.2.1 苯并三氧化呋咱(BTF)

1931年，Turck首次以三氯苯為原料，經(jīng)硝化、疊氮化和熱解脫氮環(huán)節(jié)3步法合成了苯并三氧化呋咱(BTF)。BTF的晶體密度為1.901 g/cm3，理論爆壓為33.0 GPa(實測爆壓遠(yuǎn)大于計算值)，理論爆速為8 610 m/s，撞擊感度高于RDX。BTF的能量水平也較高，最大密度圓筒試驗?zāi)芰勘菻MX高5%，對飛片、短脈沖起爆敏感，可作為飛片雷管中的起爆藥使用[38]。但BTF遇光會發(fā)生變色，相容性和安定性都較差，不便于儲存，且合成過程較為復(fù)雜，原料三氯苯價格較高等，使得BTF難以大規(guī)模使用[38]。

1.2.2 4,6-二硝基-7-羥基-7-氫氧化苯并呋咱鉀(KDNBF)

4，6-二硝基-7羥基-7氫化苯并氧化呋咱鉀(KDNBF)是一種低毒、環(huán)境友好的無機鹽起爆藥，其晶體理論密度為2.21 g/cm3，最高點火溫度為210℃，在溫度為190℃時開始劇烈分解，產(chǎn)氣量較高，其撞擊感度和摩擦感度與LTNR相當(dāng)，起爆能力低于雷酸汞，是一種性能優(yōu)良的綠色起爆藥，已小規(guī)模應(yīng)用于電爆管開關(guān)和動力源火工品的電點火頭[39-42]。

1.2.3 雙(氧化呋咱)硝基苯酚鉀鹽起爆藥(KBFNP)

2005年，美國Bichay等[10]采用3，5-二氯代茴香醚為原料，經(jīng)4步反應(yīng)合成出了KBFNP，通過研究發(fā)現(xiàn)，KBFNP的起爆力比KDNBF大，而且作用速度更快，輸出壓力更高，因此可用在雷管等起爆裝置中。2007年，張裕峰等[21]以雙呋咱硝基苯甲醚(BFNA)與水合碳酸鉀反應(yīng)，合成出KBFNP(圖2)，產(chǎn)率73.44%，純度99%。這種物質(zhì)具有很好的熱安定性，機械感度較敏感，火焰感度高，易于點火，且起爆威力較弱，但用它取代LTNR與LA裝藥，能成功起爆 RDX，證明 KBFNP的點火能力較強。KBFNP不含重金屬元素，爆炸產(chǎn)物對人體和環(huán)境不產(chǎn)生危害，符合綠色起爆藥要求，并且具有良好的點火能力和產(chǎn)氣性能，使得它在微型推沖系統(tǒng)和替代LTNR工程方面具有較大的應(yīng)用前景。

1.2.4 4,6-二硝基-7-氫氧化苯并氧化呋咱的鉀鹽(KDNP)

Fronabarger等[43]在KDNBF的基礎(chǔ)上又開發(fā)了一種呋咱類綠色起爆藥KDNP，它以KDNBF為原料合成，但比KDNBF結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，其分解溫度為280℃，峰溫284℃，撞擊感度與LTNR相當(dāng)，摩擦感度較LTNR鈍感，是一種具有良好熱穩(wěn)定性和安全處置特性的快速燃燒材料。研究人員通過對KDNP的合成技術(shù)、產(chǎn)品形態(tài)、化學(xué)性能等進(jìn)行的系列試驗研究發(fā)現(xiàn)，KDNP易于制備、熱安定性極佳，而且安全性好，是替代目前各種彈藥用斯蒂酚酸鉛的理想選擇。

1.2.5 4,4′-雙(二硝基甲基)-3,3′-偶氮呋咱鉀鹽

2016年，美國海軍聯(lián)合愛達(dá)荷州大學(xué)[44]研制出了一種新型綠色起爆藥——4，4′-雙(二硝基甲基)-3，3′-偶氮呋咱鉀鹽(結(jié)構(gòu)見圖3)。該化合物是由兩個二硝基甲基基團(tuán)和偶氮呋咱母體構(gòu)成的、具有3D結(jié)構(gòu)的金屬有機骨架的新型含能材料，密度2.039 g/cm3，分解溫度 229 ℃，爆速 8 138 m/s，爆壓30.1 GPa，撞擊感度2 J，摩擦感度20 N，可望成為一種性能優(yōu)良的綠色起爆藥。

1.3 疊氮類綠色起爆藥

除了四唑類和呋咱類起爆藥之外，疊氮類起爆藥也是備受關(guān)注的一類綠色起爆藥，包括1，1-二氨基-3，3，5，5，7，7-六疊氮基環(huán)四磷烯(DAHA)、1，1-(N，N′-乙烯二硝氨基)-3，3，5，5-四疊氮基環(huán)三磷烯(ENTA)和三疊氮三聚氰(TTA)等[13，45-47]。 2004年，美國陸軍研究開發(fā)和工程司令部為生產(chǎn)綠色橋絲雷管開展了一項研究，研究人員選擇DAHA作為起爆藥，對傳統(tǒng)的M55、M61針刺雷管及MK1、M100電雷管進(jìn)行了試驗，成功起爆了包括RDX、CL-20主裝藥在內(nèi)的整個爆炸序列[46]。而在美國戰(zhàn)略環(huán)境研究發(fā)展計劃PP1364項目中，研究人員選用DAHA和ENTA作為M-59針刺雷管的候選起爆藥，并對其進(jìn)行了系統(tǒng)的評估試驗[47]。

2010年，德國慕尼黑大學(xué)研究人員[17]報道了一種新型的綠色起爆藥——二疊氮基乙二肟(DAG)。研究發(fā)現(xiàn)，DAG不僅可用于對抗大規(guī)模殺傷性生化武器反戰(zhàn)劑戰(zhàn)斗部裝藥，還是合成新型富氮 炸 藥 5，5′-聯(lián)四唑-1，1′-二氧二羥銨(TKX-50) 的重要中間體。Fischer等[48]合成了未經(jīng)純化的DAG，并直接制備了TKX-50。2014年，王小軍等[49]也對DAG進(jìn)行了研究，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的乙二醛水溶液和鹽酸羥胺為原料，通過取代、氯化、疊氮化反應(yīng)制備了二疊氮基DAG，并測定了DAG的撞擊H50為17.5 cm，摩擦感度爆炸概率36%，與PbN6感度和LTNR相當(dāng)，且分子中不含重金屬元素，有望作為新型環(huán)保型綠色起爆藥。

圖2 KBFNP的合成[21]Fig.2 Synthesis route of KBFNP[21]

圖 3 4，4′-雙(二硝基甲基)-3，3′-偶氮呋咱鉀鹽的合成[44]Fig.3 Synthesis route of 4，4′-bis(dinitromethyl)-3，3′-azofurazanate[44]

2013年，捷克研究人員[50]通過4，6-二疊氮基-N-硝基-1，3，5-三嗪-2-胺與 AgNO3反應(yīng)，制得 4，6-二疊氮基-N-1，3，5-三嗪-2-胺銀鹽(AgDANT)，并進(jìn)行了一系列表征。結(jié)果表明：4，6-二疊氮基-N-硝基-1，3，5-三嗪-2-胺銀鹽不吸濕，在水中的溶解性與疊氮化銀相似，耐熱性能適中，適合于工業(yè)雷管，摩擦感度與LA相當(dāng)，撞擊感度稍高于雷汞，靜電火花感度接近LTNR，引爆傳爆藥所需要的最小裝藥量為0.04 g。

2017年，史勝楠等[51]以三聚氰氯和疊氮化鈉為原料，在室溫條件下反應(yīng)，得到2，4，6-三疊氮-1，3，5-三嗪(TAT)，并研究了TAT的熱穩(wěn)定性、真空安定性、感度以及起爆能力等性質(zhì)。結(jié)果表明：TAT的熱穩(wěn)定性良好(熱分解溫度為190℃)，真空安定性好；爆熱高達(dá)4 375 J/g，比容高達(dá)700.0 mL/g；靜電感度明顯低于LA和LTNR；TAT撞擊感度較為敏感，可以用于針刺藥中來替代LA和LTNR；TAT具有很強的起爆能力，5 mgTAT即能夠有效起爆RDX(70 mg)，可有效替代LA用于橋絲雷管和半導(dǎo)體橋雷管中。Mehta等[52]也報道，將TAT作為起爆藥替代NOL-130針刺型雷管中的LA，并完成了雷管驗證試驗。

2 綠色起爆藥的性能及應(yīng)用

LA和LTNR是傳統(tǒng)起爆藥的代表，雖然，至今這兩種鉛類起爆藥仍然被廣泛大量應(yīng)用，但因其含有重金屬物質(zhì)，對環(huán)境有害，且LA機械感度過高，在外界輕微刺激下即產(chǎn)生爆轟，LTNR靜電感度非常敏感，這些都易于導(dǎo)致起爆藥及火工品在合成和使用中發(fā)生意外事故[28]。近年來，國內(nèi)外科研工作者都在積極尋找能夠用來替代LA和LTNR等傳統(tǒng)含鉛起爆藥的新型綠色藥劑，相繼開發(fā)了四唑類、呋咱類、疊氮類等多種綠色起爆藥，這些新型起爆藥在性能和應(yīng)用研究方面已經(jīng)取得較大成果，部分典型新型綠色起爆藥與傳統(tǒng)起爆藥的性能如表3所示。

從表3可知，這些典型綠色起爆藥擁有較低的靜電火花感度以及可控的摩擦與撞擊感度，在生產(chǎn)、運輸和使用過程中更安全，并且能提供可靠的起爆能量。與傳統(tǒng)起爆藥LA和LTNR相比，這類化合物更加環(huán)保，對人的毒害小，且生產(chǎn)過程中排放的廢水與副產(chǎn)物對環(huán)境污染較小[53]。

近年來，國內(nèi)外綠色起爆藥的最新研究初步展示了其較好的應(yīng)用前景，綠色起爆藥的應(yīng)用研究也將是今后很長一段時間的研究重點。其中，四唑類起爆藥是一類很有應(yīng)用前景的富氮起爆藥，美國已成功開發(fā)出多種四唑類及其配體陰離子型綠色起爆藥，并已在一些傳統(tǒng)的針刺雷管、電雷管中進(jìn)行了初步應(yīng)用評估[10，47]，結(jié)果表明，這類起爆藥適合用作傳統(tǒng)針刺雷管的綠色起爆藥[12]。硝胺四唑類起爆藥具有優(yōu)良的能量性能和撞擊感度，而且其感度可以隨四唑環(huán)上取代基的不同而調(diào)整，從而可獲得理想的感度，德國已經(jīng)合成出二(1-甲基-5-硝胺基四唑)合銅和5-硝胺四唑鈣兩種較有潛力的起爆藥，其應(yīng)用情況還未見報道[13，33]。經(jīng)過多年研究，5-硝基四唑鹽的應(yīng)用已逐漸成熟，特別是5-硝基四唑亞銅展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景，可作為綠色高能起爆藥用于環(huán)保擊發(fā)藥當(dāng)中，也可以用于各種軍用橋絲雷管、針刺雷管、火焰雷管、SCB雷管及民用工程雷管中[54-55]。

除了四唑類起爆藥之外，新型綠色起爆藥的研究還包括DAHA、ENTA和TTA等疊氮類起爆藥，美國已經(jīng)將DAHA和TTA等起爆藥應(yīng)用在傳統(tǒng)的M55、M61針刺雷管及MK1、M100電雷管中，并成功起爆了RDX和新型炸藥CL-20[13-14，47]。

呋咱類起爆藥是一種能量較高的綠色起爆藥，已有幾十年的發(fā)展，現(xiàn)已定型的藥劑有KDNP、KDNBF和BTF等。KDNP是一種具有良好熱穩(wěn)定性和安定性的快速燃燒材料，在取代LTNR方面被人們所看好，該材料目前已通過美國海軍部鑒定，并已列入2009年出版的SW010-AG-ORD-010手冊之中[43，56]；而 KDNBF由于起爆能力、感度性能、流散性等多方面的缺陷而極少量被應(yīng)用于動力源火工品的電點火頭；BTF一般用作傳爆藥或者飛片雷管中的起爆藥[4，21]。DDNP是一種性能良好的不含金屬元素的起爆藥，爆炸性能優(yōu)越，同時具有良好的化學(xué)安定性，原料來源豐富，制造方法成熟和操作安全等優(yōu)點，被美國、西歐等國家和地區(qū)大量應(yīng)用于低毒或無毒擊發(fā)藥中[57]。

亞穩(wěn)態(tài)分子間復(fù)合物起爆藥是近年來發(fā)展起來的一種新型綠色起爆藥，可用作槍彈底火的無鉛擊發(fā)藥，這種擊發(fā)藥在-54℃到71℃的條件下能可靠作用，特別是低溫性能很好。烤爆溫度接近482℃溫度，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了軍用槍彈的應(yīng)用指標(biāo)70℃[4，58]。

除此之外，還有納米多孔硅基起爆藥[59-60]、共沉淀起爆藥[22]、多硝基苯類起爆藥[45]及綠色混合起爆藥[56]等作為綠色起爆藥被應(yīng)用到了配方中，也顯示出了其性能優(yōu)勢。

表3 綠色起爆藥和傳統(tǒng)起爆藥的的性能比較[8，29-32，34，38]Tab.3 Performances comparison of green primers and traditional primers[8，29-32，34，38]

盡管這些新型綠色起爆藥已經(jīng)被成功制備及應(yīng)用，但其大部分目前仍然僅處于應(yīng)用探索階段，在民用和軍事方面的進(jìn)一步擴大應(yīng)用仍然是接下來需要解決的問題。

3 結(jié)論與展望

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)和軍事技術(shù)的不斷發(fā)展，起爆藥向著安全高能、感度可控、綠色環(huán)保的方向發(fā)展。以高氮四唑、呋咱類衍生物為代表的綠色起爆藥結(jié)構(gòu)中含有大量的N—N和C—N鍵，具有芳香結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、較好的熱穩(wěn)定性、較高的正生成焓以及較大的產(chǎn)氣量等特點，且其分解產(chǎn)物主要為N2，對環(huán)境無污染，在構(gòu)筑新型綠色起爆藥方面具有廣闊前景，也是未來綠色起爆藥發(fā)展的重要方向。目前，綠色起爆藥的研究已經(jīng)取得了一定成果，但仍有很多地方有待研究者繼續(xù)探索和研究。

1)綠色起爆藥大多合成步驟較多，工藝復(fù)雜，難以實現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。因此，科研人員應(yīng)努力探索尋找新的合成線路并優(yōu)化其工藝條件，縮短合成周期，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本，實現(xiàn)綠色起爆藥安全化、規(guī)?；?、穩(wěn)定化制備。

2)為了便于綠色起爆藥應(yīng)用性能改進(jìn)，應(yīng)進(jìn)一步建立、健全綠色起爆藥理論設(shè)計、性能評估、演示驗證等方面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

3)繼續(xù)新型綠色高能起爆藥的設(shè)計、合成與應(yīng)用基礎(chǔ)研究，進(jìn)一步改善起爆藥的綜合性能。

4)在開發(fā)新型高氮雜環(huán)配位化合物類綠色起爆藥的過程中，由于配合物的結(jié)構(gòu)受諸多因素影響，因而結(jié)構(gòu)的預(yù)測還很難做到，因此，設(shè)計和選擇合適的配體與金屬離子以及控制反應(yīng)條件等因素，對系統(tǒng)研究配合物的結(jié)構(gòu)與性能具有重要的意義。