Nghiên cứu quá trình tổng hợp và tính chất của một số hợp chất dinitramide ứng dụng trong thuốc phóng, thuốc nổ
118 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.IPE.2024.24-31Từ khóa:
Hợp chất dinitramide; Ammonium dinitramide; GDN; KDN; Phản ứng nitro hóa.Tóm tắt
Các hợp chất dinitramide được đặc trưng bởi hàm lượng oxy, nitơ cao và không có halogen trong cấu trúc phân tử. Do đó, chúng được ứng dụng trong nhiên liệu tên lửa, thuốc phóng và thuốc nổ thế hệ mới thân thiện với môi trường. Nghiên cứu này trình bày quá trình tối ưu hóa con đường tổng hợp cho các hợp chất dinitramide, bao gồm việc điều chế guanylurea dinitramide (GUDN) thông qua quá trình nitro hóa và tổng hợp kali dinitramide (KDN), amoni dinitramide (ADN) và guanidine dinitramide (GDN) thông qua các phản ứng trao đổi ion. Các hợp chất dinitramide tổng hơp được đã được đánh giá các tính chất lý hóa, tính chất xạ thuật và các đặc trưng quang phổ. Các kết quả nghiên cứu chứng minh rằng, các hợp chất này thể hiện hiệu quả tổng hợp cao và sở hữu các tính chất có lợi cho ứng dụng hiệu quả của chúng trong các công thức thuốc phóng, nhiên liệu tên lửa và thuốc nổ.
Tài liệu tham khảo
[1]. Landsem, E., Jensen, T. L., Hansen, F. K., Unneberg, E., & Kristensen, T. E. “Mechanical properties of smokeless composite rocket propellants based on prilled ammonium dinitramide,” Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol.37, No. 6, pp. 691-698, (2012).
[2]. Sims, S., Fischer, S., & Tagliabue, C., “ADN Solid propellants with high burning rates as booster material for hypersonic applications,” Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol. 47, No.77, e202200028, (2022).
[3]. Vandel, A.P., Lobanova, A.A. and Loginova, V.S., “Application of Dinitramide Salts (Review)”, Russ. J. Appl. Chem., Vol. 82, No.10, pp.1763, (2009).
[4]. Zhen, F., Zhou, X., Zou, M., Meng, L., Yang, R., Wang, “Investigation of the agglomeration reduction mechanism of the aluminized HTPB propellant containing ferric perfluorooctanoate [Fe(PFO)3],” RSC advances, Vol. 9, No. 33, pp. 19031-19038, (2019).
[5]. Kumar, P, “An overview over dinitramide anion and compounds based on it,” Indian Chemical Engineer, Vol. 62, No. 3, pp. 232-242, (2020).
[6]. Larsson, Anders, and Niklas Wingborg, "Green propellants based on ammonium dinitramide (ADN)," Advances in Spacecraft Technologies 2, pp. 139-156, (2011).
[7]. Bottaro, J. C., Penwell, P. E. & Schmitt, R. J. “1,1,3,3-Tetraoxy-1,2,3-triazapropene Anion, a New Oxy Anion of Nitrogen: The Dinitramide Anion and Its Salts,” Journal of the American Chemical Society, Vol. 119, pp. 9405-9410, (1997).
[8]. Gong, L., Li, Y., Guo, Y., Li, J., & Yang, R., “Effect of Morphology for Ammonium Dinitramide on the Mechanical and Combustion Properties of Composite Propargyl‐terminated Copolyether Propellant,” Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol. 45, No. 6, pp. 864-870, (2020).
[9]. Wang, Q., Wang, X. H., Pan, Q., Chang, H., Yu, H. J., & Pang, W. Q, “Thermal Behaviors and Interaction Mechanism of Ammonium Dinitramide with Nitrocellulose”. Molecules, Vol. 28, No. 5, pp. 2346, (2023).
[10]. Cerri, S., Bohn, M. A., Menke, K., & Galfetti, L. “Characterization of ADN/GAP‐Based and ADN/Desmophen-Based Propellant Formulations and Comparison with AP Analogues”. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol.39, No.2, pp. 192-204, (2014).
[11]. Östmark, H., Bemm, U., Bergman, H., & Langlet, A.,“N-guanylurea dinitramide: a new energetic material with low sensitivity for propellants and explosives applications,” Thermochimica Acta, Vol. 384, No.1-2, pp. 253- 259, (2002).
[12]. Suzuki, S., Miyazaki, S., Hatano, H., Shiino, K., & Onda, T, U.S. Patent No. 5,659,080. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, (1997).
[13]. Kumar, P., Joshi, P.C. and Kumar, R., “Thermal Decomposition and Kinetics Studies of AN, KDN and Their Mixtures With and Without Catalysts,” Cent. Eur. J. Energ. Mater, Vo.1, No.1, pp. 184, (2017).
[14]. Vandel, A.P., Lobanova, A.A. and Loginova, V.S., “Application of Dinitramide Salts (Review),” Russ. J. Appl. Chem., Vol. 82, No.10, pp.1763, (2009).
[15]. Thuc, B. A., Vu, M. T., Pham, K. D., Long, N. D., & Cao, H. T. “N-Guanylurea dinitramide: Optimal synthesis process, basic properties and spectroscopic data” Journal of Military Science and Technology, Vol. 95, pp. 55-63, (2024).
[16]. Schmitt, R. J., Bottaro, J. C., Penwell, P. E., & Bomberger, D. C, U.S. Patent No. 5,316,749. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, (1994).
[17]. Stern, A. G, “Process for preparing Ammonium Dinitratmide,” s.l. Patent No. US005714714A, (1998).
[18]. Gołofit, T., Maksimowski, P., & Biernacki, A, “Optimization of potassium dinitramide preparation,” Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol. 38, No. 2, pp. 261-265, (2013).
[19]. Chen, F. Y., Xuan, C. L., Lu, Q. Q., Xiao, L., Yang, J. Q., Hu, Y. B. “A review on the high energy oxidizer ammonium dinitramide: Its synthesis, thermal decomposition, hygroscopicity, and application in energetic materials,” Defence Technology, No.19, pp.163-195, (2023).
