5-氨基四唑硝酸盐的包覆及其安全性能研究
发布时间：2020-07-01 15:37
【摘要】：近年来,随着离子液体的兴起,含能离子盐作为一类独特的高能材料得到广泛的关注,与分子类似物相比含能离子盐蒸汽压低、热稳定性好、对环境友好。5-氨基四唑硝酸盐(5-ATN)是含能离子盐的典型代表,具备爆轰性能优越、成本低廉、合成路线简单、易于大规模合成等特点,应用前景相当良好。但是,由于5-氨基四唑硝酸盐(5-ATN)中硝酸根的作用导致其感度较高,使其应用受到了限制。为了保证5-氨基四唑硝酸盐(5-ATN)在生产、运输、存储和使用过程中的安全性,本文研究了其包覆降感技术。首先,探讨了 5-氨基四唑硝酸盐的合成工艺,利用5-氨基四唑合成5-氨基四唑硝酸盐,分别考察了硝酸用量、反应时间和反应温度对5-ATN合成产率的影响,实验获得了5-ATN的最优合成工艺:20℃下5g 一水5-氨基四唑(5-AT·H2O)与15mL浓硝酸(65%)反应15 min,产率达92.6%。其次,研究了 5-ATN与其他材料的相容性,为包覆材料的选择及在复合含能材料中的应用提供依据。采用DSC法对5-ATN与含能材料(HMX、CL-20、TATB、LLM-105、HTPB、Mg(BH4)2、、DNT、AP、KP、B)以及非含能材料(F2604-2、DOS、PVAC、SA)形成的混合体系进行相容性研究。实验研究得到5-ATN与HMX、CL-20、TATB、LLM-105、HTPB、Mg(BH4)2这些含能材料以及非含能材料F2604-2、PVAC、SA都有很好的相容性,但是与DNT、DOS的相容性较差;而与AP、KP、B组成的二元组分属于敏感体系,一般不使用。然后,根据相容性的研究结果选用PVAC、SA两种惰性材料作为包覆剂,按2%聚醋酸乙烯酯(PVAC)、2%硬脂酸(SA)以及1%PVAC+1%SA三种不同比例,采用水悬浮法对5-ATN进行包覆,并研究了包覆后5-ATN的安全性能,包括热稳定性和机械感度。通过SEM、XPS和XRD一系列表征手段对样品进行表征,结果表明这两种惰性材料对5-ATN都有很好的包覆效果;采用DSC测定了包覆前后5-ATN在一定升温条件下的热稳定性,结果表明包覆前后5-ATN的初始放热温度基本没有变化。最后,利用撞击感度仪和两种不同的摩擦感度仪测试了包覆前后的机械感度。实验结果表明用2%PVAC和2%SA包覆5-ATN后,机械感度明显下降,而用比例1%SA+1%PVAC包覆5-ATN后,机械感度降低不明显。5-ATN机械感度的降低效果优劣依次为:2%PVAC2%SA1%SA +1%PVAC。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ560.1
【图文】：
外壳材料包覆形式是核壳结构复合粒子的主要研究内容，以外壳材料的包覆形态，可将逡逑核壳结构复合材料分为两类，一种是粒子包覆型，另一种是层包覆型，同时粒子包覆还逡逑能够细分为两类，Ｉ类是嵌入型，另一类是沉积型［４１］，如图１．１所示。逡逑Ｏ邋Ｑ邋Ｑ逡逑（ａ）逦（ｂ）逦（ｃ）逡逑图１．１核壳结构复合粒子形态类型（ａ－层包覆，ｂ－粒子沉积，ｃ－粒子嵌入）逡逑１．３．１机械化学法及应用逡逑机械化学法是利用冲击、研磨、强机械搅拌等方式在核体材料表面被均匀地包覆上逡逑壳体材料，且壳体材料与核体材料能够发生化学反应，使两者间紧密结合在一起。该法逡逑通过将没有粘性的两种材料在外加机械作用和化学反应作用下，在核体材料表面紧密均逡逑匀的分布吸附壳体材料，将机械能变为化学能。该法中，壳体材料的数量级一般比核体逡逑５逡逑
逦５－氨基四唑硝酸盐的包覆及其安全性能研究逡逑２．１．３邋５－氨基四唑硝酸盐的合成逡逑５－氨基四唑硝酸盐的合成路线图见图２．２。逡逑S茫垮巍鯯缅义希瑁睿铮冲澹危蓿危澹垮义希溴澹荆睿瑁玻瑁玻镥五危掊澹颍椋卞澹荆睿瑁插澹
本文编号：2736951
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ560.1
【图文】：
外壳材料包覆形式是核壳结构复合粒子的主要研究内容，以外壳材料的包覆形态，可将逡逑核壳结构复合材料分为两类，一种是粒子包覆型，另一种是层包覆型，同时粒子包覆还逡逑能够细分为两类，Ｉ类是嵌入型，另一类是沉积型［４１］，如图１．１所示。逡逑Ｏ邋Ｑ邋Ｑ逡逑（ａ）逦（ｂ）逦（ｃ）逡逑图１．１核壳结构复合粒子形态类型（ａ－层包覆，ｂ－粒子沉积，ｃ－粒子嵌入）逡逑１．３．１机械化学法及应用逡逑机械化学法是利用冲击、研磨、强机械搅拌等方式在核体材料表面被均匀地包覆上逡逑壳体材料，且壳体材料与核体材料能够发生化学反应，使两者间紧密结合在一起。该法逡逑通过将没有粘性的两种材料在外加机械作用和化学反应作用下，在核体材料表面紧密均逡逑匀的分布吸附壳体材料，将机械能变为化学能。该法中，壳体材料的数量级一般比核体逡逑５逡逑
逦５－氨基四唑硝酸盐的包覆及其安全性能研究逡逑２．１．３邋５－氨基四唑硝酸盐的合成逡逑５－氨基四唑硝酸盐的合成路线图见图２．２。逡逑S茫垮巍鯯缅义希瑁睿铮冲澹危蓿危澹垮义希溴澹荆睿瑁玻瑁玻镥五危掊澹颍椋卞澹荆睿瑁插澹
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