TATB结晶技术研究进展
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TKX-50共晶配体的筛选研究钱燕燕;张树海;苟瑞君;朱双飞;姚如意;王博【摘要】为了筛选TKX-50共晶的配体, 提出采用分子间位点配对的方法.首先验证了分子间位点配对的方法适用于盐类共晶配体的筛选, 然后分别计算了TKX-50分子晶体和13种含能分子晶体的最大分子间位点配对能, 根据计算结果对配体进行筛选, 得出TNX、RDX、D炸药3种晶体不能与TKX-50形成共晶, 剩余10种晶体则可能与TKX-50形成共晶的结论.%In order to screen TKX-50 cocrystal formers, the method of intermolecular site pairing energy was proposed. On the basis of previous studies, the method of intermolecular site pairing was verified, therefore, the maximum intermolecular site pairing energy of TKX-50 molecular crystals and 13 energetic molecular crystals, were calculated by intermolecular site pairing method. The formers were screened according to the calculation results, and then it is concluded that the three crystals of TNX, RDX and D explosives can not form cocrystal with TKX-50, and the remaining 10 crystals may form cocrystal with TKX-50.【期刊名称】《火工品》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】4页(P46-49)【关键词】TKX-50;分子间点配位能;筛选;共晶;配体【作者】钱燕燕;张树海;苟瑞君;朱双飞;姚如意;王博【作者单位】中北大学环境与安全学院,山西太原,030051;中北大学环境与安全学院,山西太原,030051;中北大学环境与安全学院,山西太原,030051;中北大学环境与安全学院,山西太原,030051;中北大学环境与安全学院,山西太原,030051;中北大学环境与安全学院,山西太原,030051【正文语种】中文【中图分类】TQ564TKX-50是2012年德国Fischer等通过在联四唑环上引入氧原子合成的新型高能量密度化合物,理论和实验研究表明TKX-50的能量水平与CL-20相当,且综合性能优良,在含能材料领域具有广阔的应用前景[1]。
第39卷 第1期 2024年3月 西 南 科 技 大 学 学 报 JournalofSouthwestUniversityofScienceandTechnology Vol.39No.1 Mar.2024DOI:10.20036/j.cnki.1671 8755.2024.01.002收稿日期:2023-03-31;修回日期:2023-05-08基金项目:国家自然科学基金项目(22075260);四川省自然科学基金面上项目(2022NSFSC0288)作者简介:第一作者,董秦(1998—),女,硕士研究生;通信作者,杨海君(1976—),男,教授,研究方向为新型有机功能材料、新型含能材料合成及性能研究,E mail:yanghaijun@swust.edu.cn1,3,5-三(甲硝胺基)-2,4,6-三硝基苯的合成、单晶结构与性能董 秦 唐思宇 罗郑航 杨海君(西南科技大学材料与化学学院 四川绵阳 621010)摘要:以1,3,5-三氯-2,4,6-三硝基苯(化合物1,TCTNB)为原料,经甲胺化、硝化反应得到1,3,5-三(甲硝胺基)-2,4,6-三硝基苯(化合物3)。
优化合成工艺获得了制备的最佳工艺条件,总产率达74.7%。
采用傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪、差示扫描量热仪、热重分析仪和X射线单晶衍射仪等对化合物3及其中间产物进行了表征。
单晶数据显示,化合物3晶体属于三斜晶系,P1空间群。
采用Kissinger法、Rogers法和Arrhenius法计算化合物3的表观活化能Ea为157.81kJ·mol-1,指前因子A为12.79×1016min-1,分解速率常数k为2.91×10-11,热爆炸临界温度Tb为206.52℃。
采用Kamlet-Jacobs半经验方程预测化合物3的爆速为7990m·s-1,爆压为26.6GPa。
关键词:含能材料 多硝基芳烃 合成 热分解动力学 爆轰性能中图分类号:TJ55;O64 文献标志码:A 文章编号:1671-8755(2024)01-0009-09Synthesis,CrystalStructureandPropertiesof1,3,5 Tris(methylnitroamino)-2,4,6 trinitrobenzeneDONGQin,TANGSiyu,LUOZhenghang,YANGHaijun(SchoolofMaterialsandChemistry,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621010,Sichuan,China)Abstract:1,3,5 Tris(methylnitroamino)-2,4,6 trinitrobenzene(3)wassynthesizedthroughmethylaminationandnitrationstartingfrom1,3,5 trichloro-2,4,6 trinitrobenzene(1,TCTNB),ofwhichtheoptimalprocesswasobtainedwithatotalyieldupto74.7%.Compound3anditsintermediatewerecharacterizedbyFT-IR,NMR,DSC-TG,X raysingle crystaldiffraction,etc.Crystaldatashowcompound3crystalbelongstoatriclinicsystemwithspacegroupP1.Thethermaldecompositionkineticparametersofcompound3werecalculatedbyKissinger,RogersandArrheniusmethods,showingthattheapparentactivationenergy,Ea,is157.81kJ·mol-1,thepre exponentialfactor,A,is12.79×1016min-1,thedecompositionrateconstant,k,is2.91×1011,andthethermalexplosioncriticalpoint,Tb,is206.52℃.Thedetonationvelocityanddetonationpressureofcompound3were7990m·s-1and26.6GPathroughKamlet-Jacobsequationcalculation.Keywords:Energeticmaterial;Polynitroarene;Synthesis;Thermaldecompositionkinetics;Detonationperformance 多硝基苯类单质炸药是重要的含能材料[1]。
两种钝感复合含能材料的制备及性能研究高能含能材料RDX和HMX因其具有较高的感度而限制了在现代武器弹药中的应用,而TATB目前被认为是一种非常安定、非常钝感的耐热炸药。
将RDX或HMX 与TATB形成混合炸药既可以使RDX或HMX钝感又能保持其原有的高爆炸能量,从而满足现代战争对钝感弹药的需求。
本文主要对三种单质炸药(TATB、RDX、HMX)进行细化处理得到超细炸药,进而选取超细高品质炸药制备TATB/RDX/VitonA和TATB/HMX/VitonA等复合含能材料,主要研究内容包括如下三部分。
首先,利用超声辅助喷雾法,以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(离子液)和二甲基亚砜(DMSO)为复合溶剂,去离子水为非溶剂,对原料TATB进行重结晶细化处理,得到了超细TATB,并对原料TATB和超细TATB进行了粒径和形貌分析、XRD测试分析、DSC测试分析以及撞击感度测试分析。
结果表明,采用超声辅助喷雾法制备的超细TATB颗粒呈近球状,粒径在100 nm以下。
XRD测试结果显示细化后的TATB与原料TATB的衍射角及衍射峰位置基本一致,说明它们具有相同的晶型。
DSC测试结果显示超细TATB的热分解表观活化能和热爆炸临界温度比原料TATB略有降低。
撞击感度测试结果显示超细TATB 撞击感度较原料TATB有所提高,但仍具有较好的钝感性。
其次,利用超声辅助喷雾法和压缩空气式喷雾蒸发法对原料RDX、HMX进行了细化研究,并对原料RDX、HMX和超细RDX、HMX进行了粒径和形貌分析、XRD测试分析、DSC测试分析以及撞击感度测试分析。
结果表明,采用超声辅助喷雾法制备的超细RDX、HMX呈椭球状,粒径在4μm左右,压缩空气式喷雾蒸发法制备的超细RDX、HMX颗粒呈球形,粒径在500 nm左右。
XRD测试结果显示两种细化方法制备的超细RDX、HMX与原料RDX、HMX的衍射角及衍射峰位置基本一致,说明超细RDX、HMX与原料RDX、HMX具有相同的晶型。