均四嗪类含能物的合成、结构、热行为及安全性研究

发布时间：2020-08-14 10:52

【摘要】：含能材料是一类结构单元中含有氮杂原子的氮含量相对较高的含能化合物,是一类特殊的材料,剧烈反应时可以高速释放热量和气体,达到一定的破坏性和产生一定的推进力。含能材料经过多年的发展已经出现了各种结构,各种特性系列,而本实验室主要研究其中的一种：以均四嗪为基础环的含能化合物,其具有较好的热性能和良好的安全性能,它属于一种新型钝感的高能化合物,相对于之前的许多含能材料而表现出一系列优良的性质,因此研究此类含能化合物具有十分重要的应用前景。本文通过四嗪成环反应的优化合成路线获得了3,6-双(3,5-二甲基吡唑基)-1,2,4,5-四嗪(BT),并以BT为中间产物合成了3,6-双硝基胍基-1,2,4,5-四嗪(DNGTz)及其盐,3-(3,5-二甲基吡唑基)-6-肼基-1,2,4,5-四嗪(DAHTz)与其盐等衍生物,并通过缓慢接触法(界面法)在试管中首次培养出3,6-双硝基胍基-1,2,4,5-四嗪双胍盐(G2DNGTz)、3,6-双硝基胍基-1,2,4,5-四嗪双氨基胍盐(AG2DNGTz)单晶,通过缓慢挥发法在烧杯中培养出3-(3,5-二甲基吡唑基)-6-苯基亚甲基腙-1,2,4,5-四嗪(DAHBTz),3-(3,5-二甲基毗唑基)-6-肼基-1,2,4,5-四嗪与3,5-二硝基水杨酸盐(DAHTz·DNSA·H2O)的单晶。并由X-射线单晶衍射仪确定并解析了晶体的结构：G2DNGTz分子式为C6H16N18O4,属于单斜晶系,空间群为P21/C；AG2DNGTz分子式为C6H18N2oO4,属于三维晶系,空间群为P-1;DAHBTz分子式为C4Hi4N8,属于三维晶系,空间群为P-1;DAHTz·DNSA·H2O分子式为C4Hi4N10O8,属于三维晶系,空间群为P-1。为了研究均四嗪类化合物的热性质,文中运用了差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG)对本文中所合成的一系列化合物进行了非等温热分解研究。运用Kissinger法、Ozawa法和积分法计算了四嗪类化合物非等温热分解过程的反应动力学参数,获得了表观活化能、指前因子、热分解动力学函数、活化熵、活化焓和活化自由能。为了评估了文中四嗪类化合物的热爆炸性能和热安全性,计算出各物质热分解反应的自加速分解温度,热爆炸临界温度和热点火温度,并利用Micro-DSCⅢ型微热量仪在连续模式下测定了它们的比热容,进一步得到了文中四嗪类物质的绝热至爆时间。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ560.1
【图文】：

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本文编号：2792932