TATB的重结晶工艺研究

发布时间：2020-07-19 04:10

【摘要】：目前晶形修饰剂在炸药晶体形貌控制过程中得到了广泛的应用,晶种法可以有效改善晶体的粒径分布。在重结晶TATB过程中将两者结合使用,有助于得到高品质TATB晶体。本文采用MS研究了TATB重要生长晶面与晶形修饰剂间的相互作用。在冷却重结晶过程中探讨了晶形修饰剂、搅拌速度、冷却方式、TATB/DMSO饱和溶液初始冷却温度和晶种法对TATB晶形及粒度分布的影响,并从晶体生长理论的角度分析解释。通过SEM、XRD、HPLC、微米粒度测试仪和DSC对TATB晶体进行分析测试。MS模拟结果表明：(1-10)、(100)和(010)晶面主要通过氢键作用吸附含有极性基团的晶形修饰剂；而(001)晶面主要通过π-π相互作用吸附含苯环晶形修饰剂。在重结晶TATB过程中通过添加不同种类的晶形修饰剂,有效改变晶面表面能,从而改变晶面的相对生长速率,得到目标晶形。这为TATB晶形控制选择晶形修饰剂提供了理论依据。通过单因素实验研究,确定了制备目标晶形TATB的冷却重结晶最佳工艺条件：125℃的TATB/DMSO饱和溶液以1℃/min线性降温至75℃,然后自然冷却,若选用0.496%TW-20,搅拌为300 r/min时可以得到粒径分布比较狭窄的类球状TATB晶体,纯度为99.82%；而选用0.478%TEBAC,搅拌为100 r/min时可以得到片状TATB晶体,纯度为99.83%。进一步研究表明,在上述球形化TATB最佳条件下,晶种法的引入能使重结晶所得的TATB晶形更加规则,粒径分布更加窄,纯度高达99.85%。重结晶还可以提高TATB的结晶度。粒径相近时,重结晶对TATB晶体的热性能的影响不大,分解放热峰基本在377.61～382.84℃区间内。因此,通过重结晶可以制备高品质的TATB。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ560.1
【图文】：

石墨相,层状结构,晶体,相互作用

且ＴＡＴＢ也可Ｗ作为制备液晶设备的原料Ｗ。逡逑ＴＡＴＢ是黄色晶体，理论密度为１．９３８邋ｇ’ｃｍ－３，长时间暴露在太阳光或紫外线下时会逡逑变成绿色，分子式为：Ｃ６Ｈ６Ｎ６化，相对分子质量为２５８．１５，结构式如图１．１所示：逡逑丽２逡逑Ｎ０２逡逑．逦图１．１邋ＴＡＴＢ结构示意图逡逑ＴＡＴＢ晶体具有与石墨相似的层状结构，层与层之间的相互作用也比巧弱，但同层逡逑ＴＡＴＢ＇分子依靠很强的多重分子间氨键相互作化紧密结合在一起伽图１．２所示）ｔｗｉｌ：逡逑１逡逑

生长优势,片状晶体,晶体,结晶过程

示意图,浓硫酸,强酸性,电荷密度

成到苯环上硝基所在位置，整个体系的正电荷通过共扼作用分散到Ｈ个氨基上，形成一逡逑种相对稳定的质子化产物，从而增大了邋ＴＡＴＢ的表观溶解度，而这种稳定的质子化产物逡逑在加水或者加碱的时候则可重新生成ＴＡＴＢ＾，ＴＡＴＢ与浓硫酸反应如图１．３所示。但逡逑是该体系溶液随着存放时间的延长，溶液颜色不断加深变为栋黑色，若时间过久，ＴＡＴＢ逡逑被永久转化。利用浓酸－水体系重结晶可Ｗ将ＴＡＴＢ粒径很好地控制在纳微米级，易于逡逑规模化生产，但生产设备极容易被浓酸腐蚀，对设备质量要求较高，加重了工业生产的逡逑成本，并且对环境造成较大污染；另一方面，在重结晶过程中由于析晶速度过快，浓酸逡逑容易被包夹入到ＴＡＴＢ晶体中，导致产品酸含量高，影响ＴＡＴＢ基ＰＢＸ的使用性能和逡逑武器的可靠性。逡逑ＮＨ２逦ＮＨ逡逑逦—ＯＨ邋逦一逡逑ＨｓＮ逦ＮＨ；逦Ｈ＋逦Ｈ２Ｎ逦ＮＨ２逡逑Ｎ０２逦／Ｎ、逡逑＼逦ｔ逡逑ｂａｓｅ逡逑0－邋＼＼逦ＣＨ．逡逑．逦Ｉ逦．１１逡逑Ｈ３Ｃ—Ｓ＝ＣＨ２逦Ｈ２Ｎ逦Ｏ—Ｓ—uQ３逡逑Ｉ逦０２Ｎ．＾＾）＞＜＾＾／Ｎ０２逡逑－0Ｈ邋＋邋Ｈ—甜２—－Ｓ—uQ３逦Ｉ逡逑－／巧＼－逡逑－邋0／邋＼0逡逑图１．４邋ＴＡＴＢ与强碱Ｗ及强亲核性溶剂等反应示意图逡逑在强碱性溶剂中，强碱性基团进攻－ＮＨ２部分，一个质子被夺去，整个体系的负电荷逡逑通过共扼作用分散到Ｈ个－Ｎ０２上，形成一种处于亚

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