CN110172044B - 一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法 - Google Patents

一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110172044B
CN110172044B CN201910532855.1A CN201910532855A CN110172044B CN 110172044 B CN110172044 B CN 110172044B CN 201910532855 A CN201910532855 A CN 201910532855A CN 110172044 B CN110172044 B CN 110172044B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diamino
azoxyfurazan
crystal ball
multilevel
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910532855.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110172044A (zh
Inventor
高寒
姚笑璐
黄明
蔡贾林
索志荣
黄荣
黄薇
罗观
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Chemical Material of CAEP
Original Assignee
Institute of Chemical Material of CAEP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Chemical Material of CAEP filed Critical Institute of Chemical Material of CAEP
Priority to CN201910532855.1A priority Critical patent/CN110172044B/zh
Publication of CN110172044A publication Critical patent/CN110172044A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110172044B publication Critical patent/CN110172044B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B49/00—Use of single substances as explosives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D271/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two nitrogen atoms and one oxygen atom as the only ring hetero atoms
    • C07D271/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two nitrogen atoms and one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D271/08—1,2,5-Oxadiazoles; Hydrogenated 1,2,5-oxadiazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/13—Crystalline forms, e.g. polymorphs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种3,3'‑二氨基‑4,4'‑氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法，包括以下步骤：将3,3’‑二氨基‑4,4’‑氧化偶氮呋咱炸药溶解于有机溶剂中，至完全溶解；静置于恒温培养箱，挥发溶剂，待溶剂挥发完全后，抽滤、冲洗，真空干燥，最后得到3,3’‑二氨基‑4,4’‑氧化偶氮呋咱多级晶球。采用该方法制备得到的炸药产物杂质含量少，纯度高，有利于研究高能钝感炸药3,3'‑二氨基‑4,4'‑氧化偶氮呋咱的结晶习性及拓展其应用范围。

Description

一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备 方法
技术领域
本发明属于含能材料领域，具体涉及一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球的制备方法。
背景技术
随着三氨基三硝基苯(TATB)、六硝基茋(HNS)等单质炸药的出现，冲击片雷管的安全装药和使用等问题逐步得到解决，但是也存在起爆阈值高、爆轰能量低、雷管难以小型化等问题。因此，设计合成具有良好短脉冲起爆性能、爆轰能量高、安定性好的冲击片雷管用始发药是研究的热点和难点。3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱(DAAF)是一种标准生成焓为442.6kJ/mol、晶体密度为1.747g/cm3，热分解温度为259℃的钝感高能含能材料，在钝感火炸药应用领域中有着非常大的应用价值。DAAF撞感(大于320cm)、摩感(大于36kg)和典型钝感高能炸药TATB相当，但是静电火花感度(0.0625J)、爆速(8.0km/s)、爆压(30GPa)和临界直径(1.25mm)与常用的始发药PETN相当，因此DAAF是极有应用前景的钝感始发药。
王小旭等(含能材料，2017,25,838-842)以乙二醛和盐酸羟胺为原料，经一步法合成中间体3,4-二氨基呋咱(DAF)，收率48％，纯度99.8％。在NaHCO3溶液缓冲体系中，DAF经过硫酸氢钾(KHSO5·0.5KHSO4·0.5K2SO4)氧化制得DAAF。Lili Qiu等(PropellantsExplosives.Pyrotechnics.2016,41,883-887)研究了在293.15K～313.15K温度下，DAAF在水、乙腈、乙酸乙酯、甲醇、丙酮等溶剂中的溶解度，发现随着温度的升高，DAAF在各个溶剂中的溶解度也随之增大。Yan Liu等(International Journal of Energetic Materialsand Chemical Propulsion,2016,15(6):467–479)采用高压喷射辅助沉淀法制备了平均粒径为100nm～300nm的亚微米级DAAF颗粒，并采用FTIR、XRD、DSC等方法进行表征。Jun Wang等采用反向重结晶法，将DAAF的DMF溶剂倒入大量的冰水中获得了平均粒径为50nm～100nm的球形纳米DAAF颗粒。
从已有的公开资料来看，目前国内外仅有一些DAAF合成路线改进及DAAF亚微米或者纳米颗粒制备的方法，但对DAAF的结晶过程控制及自组装结晶多级结构的制备并未见报道。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球的制备方法，该方法利用炸药饱和溶液中的溶剂缓慢挥发，在溶剂分子的诱导下缓慢结晶自组装形成3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球，本发明工艺流程简单，制成的微球颗粒不需要进一步后处理，实验条件温和，安全性好。
为了达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：
一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球的制备方法，包括以下步骤：(1)称取一定量3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱，加入有机溶剂中，搅拌、超声使其完全溶解，得到第一溶液；(2)将所述第一溶液静置于恒温培养箱，设置好参数，缓慢挥发溶剂培养晶体，待溶剂挥发完全后，抽滤、洗涤、干燥即可得到3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球炸药。
进一步的技术方案为，所述3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱与所述有机溶剂的质量体积比为0.3g：(20～80)ml。
更进一步的，所述3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱与所述有机溶剂的质量体积比为0.3g：20ml。
进一步的技术方案为，所述有机溶剂为二甲亚砜。
进一步的技术方案为，所述步骤(2)恒温培养箱的温度为30℃。
进一步的技术方案为，所述步骤(2)中干燥为在-65℃温度下真空干燥，真空度为5Pa，干燥时间为3～4小时。
进一步的技术方案为，所述步骤(2)中洗涤为采用超纯水或无水乙醇进行冲洗。
本发明还提供了由上述制备方法制备得到的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球，所述多级晶球尺寸为300μm～450μm，组成晶球的亚微米颗粒尺寸为10μm～20μm，多级晶球纯度大于99％。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：产品颗粒形貌为球形，微球颗粒都由亚微米颗粒组成，产品具有典型的微米-亚微米多级结构，有利于对高能钝感炸药DAAF结晶行为的研究以及应用领域的拓宽。且本发明工艺流程简单，制成的微球颗粒不需要进一步后处理，实验条件温和，安全性好。
附图说明
图1为根据本发明实施例1得到的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球扫描电镜图；
图2为根据本发明实施例1的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球剖面的扫描电镜图；
图3为根据本发明实施例2得到的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱扫描电镜图；
图4为根据本发明实施例3的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱扫描电镜图；
图5为根据本发明实施例4的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
在室温下称取3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱0.3g，量取二甲亚砜20mL，搅拌之后把烧杯放入超声波振荡仪中振荡至完全溶解。将烧杯静置于恒温培养箱，设定温度为30℃，缓慢挥发溶剂，待溶剂挥发完全后，减压抽滤，利用超纯水以及无水乙醇进行冲洗，以此洗掉炸药中残留溶剂。真空干燥3-4小时，得到3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球。图1和图2分别为根据本实施例所得的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮多级结构炸药的扫描电镜图及其剖面电镜图。微球尺寸为300μm～450μm，组成微球的小纳米颗粒尺寸为10μm～20μm，产品纯度为99.6％。当二甲亚砜做溶剂时，二甲亚砜的极性为7.2，并且挥发速率极慢，经过成核、生长及组装，最终形成目标产物多孔聚合晶球。
实施例2
在室温下称取3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱0.3g，量取丙酮30mL，搅拌之后把烧杯放入超声波振荡仪中振荡至完全溶解。将烧杯静置于恒温培养箱，设定温度为30℃，缓慢挥发溶剂，待溶剂挥发完全后，减压抽滤，利用超纯水以及无水乙醇进行冲洗，以此洗掉炸药中残留溶剂。真空干燥3-4小时，得到3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱。图3为根据本实施例所得的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮炸药的扫描电镜图。产物为长条状结晶，长度约为100μm，产品纯度为99.0％。丙酮极性较小(5.4)，会与次要生长晶面产生分子间作用力，该面生长速率得到抑制，从而导致主要生长晶面快速生长，最后使得这些晶面变小或消失。并且在弱极性溶液中，在形成晶粒在结合过程中有稍微短暂的时间来调整整体晶粒取向，最后晶面会成为长条片状结晶，不能得到目标产物。
实施例3
在室温下称取3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱0.3g，量取乙酸乙酯45mL，搅拌之后把烧杯放入超声波振荡仪中振荡至完全溶解。将烧杯静置于恒温培养箱，设定温度为30℃，缓慢挥发溶剂，待溶剂挥发完全后，减压抽滤，利用超纯水以及无水乙醇进行冲洗，以此洗掉炸药中残留溶剂。真空干燥3-4小时，得到3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球。图1和图2分别为根据本实施例所得的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮多级结构炸药的扫描电镜图及其剖面电镜图。产物为块状碎晶，粒度分布范围广，约为10μm～100μm，产品纯度为99.4％。乙酸乙酯极性较小(4.3)，会与次要生长晶面产生分子间作用力，该面生长速率得到抑制，从而导致主要生长晶面快速生长，最后使得这些晶面变小或消失。并且在弱极性溶液中，在形成晶粒在结合过程中有稍微短暂的时间来调整整体晶粒取向，最后晶面会成为块状碎晶，不能得到目标产物。
实施例4
在室温下称取3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱0.3g，量取甲醇70mL，搅拌之后把烧杯放入超声波振荡仪中振荡至完全溶解。将烧杯静置于恒温培养箱，设定温度为30℃，缓慢挥发溶剂，待溶剂挥发完全后，减压抽滤，利用超纯水以及无水乙醇进行冲洗，以此洗掉炸药中残留溶剂。真空干燥3-4小时，得到3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球。图1和图2分别为根据本实施例所得的3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮多级结构炸药的扫描电镜图及其剖面电镜图。产物为团聚状碎晶，团聚体尺寸为300μm左右，组成团聚体的小晶体颗粒尺寸为20μm～50μm，产品纯度为99.0％。甲醇做溶剂时，极性为6.6，理论上不会抑制主要生长晶面的速率，但由于甲醇挥发速率极快，导致重结晶出来的相貌缺陷较多，不能得到目标产物
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (2)

1.一种3, 3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱多级晶球，其特征在于，所述多级晶球尺寸为300μm~450μm，组成晶球的亚微米颗粒尺寸为10μm ~20μm，多级晶球纯度大于99%。
2.一种权利要求1所述的3, 3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱多级晶球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取一定量3, 3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱，加入有机溶剂中，搅拌、超声使其完全溶解，得到第一溶液；（2）将所述第一溶液静置于恒温培养箱，设置好参数，缓慢挥发溶剂培养晶体，待溶剂挥发完全后，抽滤、洗涤、干燥即可得到3, 3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱多级晶球炸药；所述3, 3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱与所述有机溶剂的质量体积比为0.3g：（20~80）ml；所述有机溶剂为二甲亚砜，所述步骤（2）恒温培养箱的温度为30℃，干燥为在-65℃温度下真空干燥，真空度5Pa，干燥时间为3~4小时，洗涤为采用超纯水或无水乙醇进行冲洗。
CN201910532855.1A 2019-06-19 2019-06-19 一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法 Active CN110172044B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910532855.1A CN110172044B (zh) 2019-06-19 2019-06-19 一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910532855.1A CN110172044B (zh) 2019-06-19 2019-06-19 一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110172044A CN110172044A (zh) 2019-08-27
CN110172044B true CN110172044B (zh) 2021-04-27

Family

ID=67698616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910532855.1A Active CN110172044B (zh) 2019-06-19 2019-06-19 一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110172044B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113149798A (zh) * 2021-02-23 2021-07-23 西安近代化学研究所 海胆形fox-7炸药晶体颗粒的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090306355A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 The Regents Of The University Of California Preparation of 3,3'-diamino-4,4'-azoxyfurazan, 3,3'-4,4'-azofurazan, and pressed articles
CN106748584B (zh) * 2016-11-29 2019-03-19 西南科技大学 乳液法制备球形化有机小分子复合物的方法
CN108976176A (zh) * 2018-09-12 2018-12-11 西南科技大学 3，3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱炸药晶体的细化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110172044A (zh) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Recent advances on the crystallization engineering of energetic materials
Ma et al. Facile, continuous and large-scale production of core–shell HMX@ TATB composites with superior mechanical properties by a spray-drying process
Zhang et al. Preparation and Properties of Submicrometer‐Sized LLM‐105 via Spray‐Crystallization Method
Huang et al. Advanced crystalline energetic materials modified by coating/intercalation techniques
CN101863725B (zh) 超声波-膜-反溶剂法集成过程制备纳米催化复合材料的方法
CN110172044B (zh) 一种3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱多级晶球及其制备方法
CN105253857B (zh) 一种制备微细高氯酸铵的方法
CN110590565A (zh) 高度球形化的1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯晶体的制备方法
US10906016B2 (en) Method for manufacturing nanoparticles by detonation
Teipel Production of particles of explosives
Yan et al. Fabrication of nano-and micron-sized spheres of CL-20 by electrospray
CN106220460A (zh) 一种石墨烯基复合含能材料的制备方法
US9790137B1 (en) Nanoscale cocrystalline explosives
CN106518883B (zh) 纳米ε晶型六硝基六氮杂异戊兹烷炸药及其批量制备方法
KR101714736B1 (ko) 서브마이크론과 마이크론 크기의 구형 rdx 입자 제조방법
CN108976176A (zh) 3，3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱炸药晶体的细化方法
CN112299931A (zh) 一种多尺度球形fox-7炸药颗粒的制备方法
CN108164375A (zh) 一种炸药纳米线及其制备方法
US6225503B1 (en) Preparation of 1,3,5-triamo-2,4,6-trinitrobenzene of submicron particle size
Pessina et al. The longstanding challenge of the nanocrystallization of 1, 3, 5-trinitroperhydro-1, 3, 5-triazine (RDX)
JP4635154B2 (ja) 微粒子化合火薬類の微粒子生成装置、微粒子化合火薬類の製造装置および微粒子化合火薬類の製造方法
Mousavi et al. Preparation and characterization of nano N, N'-bis (1, 2, 4-triazol-3-yl-)-4, 4'-diamino-2, 2', 3, 3', 5, 5', 6, 6'-octanitroazo-benzene explosive
CN106543091A (zh) 一种细颗粒2,6‑二氨基‑3,5‑二硝基吡嗪‑1‑氧化物的制备方法
KR101766539B1 (ko) β-HMX 입자 제조 방법
Jiang et al. Recent Progress on the Preparation Methods and Properties of Nano-energetic Composites

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant