吸湿性は新しい熔融担体3,4-ジニトロピラゾール（3,4-Dinitropyrazole、DNP）の工学的応用を著しく制限しています。そこで、実験と分子動力学シミュレーションにより、異なる温度と相対湿度下でのDNPおよびその熔融爆薬の吸湿規則、吸湿機構、および吸湿が力学的性能に及ぼす影響を体系的に研究しました。研究結果は、DNPおよびその熔融爆薬の吸湿性が温度と相対湿度の上昇とともに増加し、25 ℃、40 ℃、55 ℃における臨界相対湿度はそれぞれ85％、62％、42％であることを示しています。DNP粒子表面には発達した多孔構造が存在し、毛細管凝縮効果により水分を吸着すると、水分子はDNP分子内のN-H結合およびニトロ基と水素結合を形成し、DNP結晶内部の既存の分子間水素結合ネットワークおよびπ-π重なり作用を破壊し、吸湿過程を継続させます。吸湿によりDNPと固相粒子間の接着強度が低下し、水分含量の増加に伴い、DNP基熔融爆薬の圧縮強度と弾性率が低下し、破壊ひずみが増大します。

吸湿性;3,4-ジニトロピラゾール;分子動力学シミュレーション;ラマン分光法;力学的性能