TKX-50在热刺激下的晶体结构演化及在溶剂中的稳定性研究

发布时间：2020-11-20 15:41

　　 TKX-50(5,5’-联四唑-1,1’-二氧二羟胺),是一种高能量、低感度的四唑类含能离子盐。本论文研究了TKX-50在热刺激下的晶体结构演化和分步热分解行为,包括热膨胀,初级分解以及次级分解三个过程。同时研究了TKX-50在溶剂中的结晶稳定性,主要是DMF溶剂,发现TKX-50可以与DMF发生反应。论文主要工作如下:(1)利用原位X射线衍射技术(in situ XRD)结合Rietveld精修方法,研究了TKX-50的热膨胀过程和初级分解过程,这样可以准确追踪到TKX-50的晶体结构演化过程。实验结果显示,TKX-50的热膨胀是各向异性的,特别地,a轴存在负膨胀,可能原因是TKX-50六元环的扭曲变形导致阴离子和阳离子之间的H转移。获得了TKX-50经过初级分解之后的中间产物。(2)由于运用原位X射线衍射技术研究TKX-50的次级分解存在安全隐患,运用热重-差示扫描量热技术(TG-DSC)研究了TKX-50的次级分解过程。推断了在热刺激下从TKX-50到中间产物的晶体结构演化过程,运用热台显微镜直观地观测了从热膨胀到初级分解的晶体形貌的变化过程。结合热重-傅里叶红外技术(TG-FTIR)分析了TKX-50每一步热分解的气体分解产物,并且进一步提出了TKX-50的热分解机制。整个研究揭示了TKX-50的热分解行为,有利于更好理解TKX-50的热分解机制。(3)研究了TKX-50在溶剂中的结晶稳定性,主要是DMF溶剂,整个变化条件从室温到150℃。TKX-50可以与DMF发生反应。在室温条件下,于不同的TKX-50与DMF的摩尔比分别得到副产物5,5’-联四唑-1-羟基-1’-氧二甲基铵(DMA-BTO)和5,5’-联四唑-1,1’-二氧二甲基铵(2DMA-BTO)。在高温条件下,也可以得到2DMA-BTO,并且通过X射线衍射技术(XRD),傅里叶红外技术(FTIR)以及TG-DSC确认。通过延长加热时间或者提高加热温度最终得到5,5’-联四唑-1,1’-二氧二铵(ABTOX)。利用单晶X射线衍射技术确认了物质DMA-BTO,2DMA-BTO和ABTOX的晶体结构。同时研究了副产物在热刺激下的晶体结构演化过程以及热稳定性也被研究,并且推断了TKX-50在DMF溶剂中的反应机理。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ560.1
【部分图文】：

中北大学学位论文程可以表示为d /dT=(1012.91/β)4(1- )1/2[1-(1- )1/2]1/等人通过薄壁玻璃补偿压力计对 TKX-50 热分解进释放典型曲线，观察曲线，发现在足够长的加热时；作者对 TKX-50 热分解过程进行了推测（如图 1衡离解，离解为酸和碱，部分游离酸和氨反应形成，分解温度达到 290℃，与第二阶段热分解温度相光谱显示有 NH4+和四氮唑基团的强吸收带），产物。作者对 TKX-50 热分解过程进行了推测，但

作者运用 isoconversional anal率下对应的活化能（如图 1.2），（3）与（1度积分 Doyle 近似法的不准确性，因此怀较大，原因为样品质量增加，在半封闭环样品质量少，受影响较少；以往广泛应用的，接着作者利用失重数据，单独分析 TKX-5解过程（如图 1.3），基于热重分析数据，运一阶段不同转化率下对应的活化能，第二阶者比较了 TKX-50 与其它含能材料的热稳与 CL-20 处于同一水平，与基于 DSC 测试X-50 热分解机制进行了较完善的说明，并比较，说明 Kissinger 方法并不完全适用于 尚未找到合适模型来准确计算活化能和指前

性稍低于 RDX，与 CL-20 处于同一水平，与基于 DSC 测试得到的结论存在者进一步对 TKX-50 热分解机制进行了较完善的说明，并与以往文献报道指前因子进行了比较，说明 Kissinger 方法并不完全适用于 TKX-50 的两步，但是，作者也尚未找到合适模型来准确计算活化能和指前因子。 1.2 TKX-50 分解活化能(1)Friedman 方法 (FM)，m=0.3mg,β=2-10k/min (2)Vyazovkin 方m=0.3mg,β=2-10k/min (3)Ozawa–Flynn–Wall 方法 m=0.3mg,β=2-10k/min (4)Friedman 方法m=1mg,β=0.5-2k/min
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本文编号：2891633